KR20120024686A - Abnormality detection system, abnormality detection method, and recording medium - Google Patents

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Abstract

장치에 발생하는 이상을 정밀도 좋게 검출하는 이상 검출 시스템을 제공한다. 플라즈마 처리 장치(2)에 발생하는 이상을 검출하는 이상 검출 시스템(100)은, 이상의 발생에 기인하는 AE를 검출하는 복수의 초음파 센서(41)와, 초음파 센서(41)의 각 출력 신호를 각각 제1 신호와 제2 신호로 분배하는 분배기(65)와, 제1 신호를 예컨대 10 kHz로 샘플링하여, 정해진 특징을 검출했을 때에 트리거 신호를 발생시키는 트리거(52)와, 트리거 신호를 수신하여 트리거 발생 시각을 결정하는 트리거 발생 시각 카운터(54)와, 제2 신호를 예컨대 1 MHz로 샘플링한 샘플링 데이터를 작성하는 데이터 로거 보드(55)와, 샘플링 데이터 중 트리거 발생 시각 카운터(54)로부터 결정된 트리거 발생 시각을 기준으로 한 일정 기간에 상당하는 데이터의 파형 해석을 행함으로써 플라즈마 처리 장치(2)에 발생한 이상을 해석하는 PC(50)를 구비한다. An abnormality detection system for accurately detecting abnormality occurring in an apparatus is provided. The abnormality detection system 100 which detects the abnormality which arises in the plasma processing apparatus 2 has each of the several ultrasonic sensors 41 which detect AE resulting from abnormality, and each output signal of the ultrasonic sensor 41, respectively. A divider 65 for distributing the first signal and the second signal, a trigger 52 for generating a trigger signal when the first signal is sampled at 10 kHz, for example, and detecting a predetermined characteristic, and receiving and triggering the trigger signal. A trigger determined from a trigger generation time counter 54 for determining an occurrence time, a data logger board 55 for creating sampling data obtained by sampling the second signal at, for example, 1 MHz, and a trigger occurrence time counter 54 among sampling data. The PC 50 which analyzes the abnormality which arose in the plasma processing apparatus 2 by performing waveform analysis of the data corresponded to a fixed period based on the generation time is provided.

Description

이상 검출 시스템, 이상 검출 방법 및 기억 매체{ABNORMALITY DETECTION SYSTEM, ABNORMALITY DETECTION METHOD, AND RECORDING MEDIUM}ABNORMALITY DETECTION SYSTEM, ABNORMALITY DETECTION METHOD, AND RECORDING MEDIUM

본 발명은, 이상 검출 시스템, 이상 검출 시스템에 의한 이상 검출 방법 및 이상 검출 시스템에 있어서 이용되는 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체에 관한 것이다.The present invention relates to an abnormality detection system, an abnormality detection method by an abnormality detection system, and a computer-readable storage medium storing a program used in the abnormality detection system.

반도체 웨이퍼나 평면 표시 장치 패널 등의 기판에 정해진 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치는, 통상 기판을 수용하는 수용실(이하, 「챔버」라고 기재함)을 구비한다. 이러한 기판 처리 장치에서는, 챔버 내에 처리 가스를 도입하면서 챔버 내에 고주파 전력을 인가함으로써 처리 가스로부터 플라즈마를 발생시켜, 그 플라즈마에 의해서 기판에 플라즈마 처리를 실시한다.BACKGROUND OF THE INVENTION A plasma processing apparatus that performs a predetermined plasma processing on a substrate, such as a semiconductor wafer or a flat panel display panel, usually includes a storage chamber (hereinafter referred to as "chamber") for accommodating a substrate. In such a substrate processing apparatus, plasma is generated from the processing gas by applying high frequency power into the chamber while introducing the processing gas into the chamber, and the plasma is subjected to the plasma processing by the plasma.

챔버 내에 고주파 전력을 인가했을 때에, 여러 가지 요인에 의해 플라즈마 이상 방전(예컨대, 마이크로 아킹) 등의 이상이 발생하는 경우가 있다. 플라즈마 이상 방전은, 기판 표면에 크랙이나 노치 등을 발생시키거나, 챔버 내에 배치된 구성 부품을 소손(燒損)시키거나 하는 등의 원인으로 되고, 또한, 챔버 내의 구성 부품(예컨대, 상부 전극)에 부착된 증착물 등을 박리시켜 파티클을 발생시키는 원인이 된다. When high frequency power is applied to the chamber, abnormalities such as plasma abnormal discharge (eg, micro arcing) may occur due to various factors. Plasma abnormal discharge causes cracks, notches, or the like on the surface of the substrate, or burns out component parts disposed in the chamber, and in addition, component parts (for example, upper electrodes) in the chamber. It becomes the cause of particle | grains by peeling off deposits etc. which adhered to it.

그 때문에, 플라즈마 이상 방전을 조기에 검출하여, 플라즈마 이상 방전이 검출되었을 때에는 플라즈마 처리 장치의 동작을 정지하는 등의 적절한 대처를 신속하게 행하여, 기판이나 구성 부품의 손상 및 파티클의 발생을 방지할 필요가 있다. 그래서, 플라즈마 이상 방전 등의 이상을 조기에 검출하는 방법이 여러 가지 개발되어 있다.Therefore, when plasma abnormal discharge is detected early, and when plasma abnormal discharge is detected, it is necessary to promptly take appropriate measures such as stopping the operation of the plasma processing apparatus to prevent damage to the substrate or component parts and generation of particles. There is. Therefore, various methods for early detection of abnormalities such as plasma abnormal discharges have been developed.

예컨대, 플라즈마 처리 방법의 고감도 검출이 가능한 방법으로서, 플라즈마 이상 방전시의 에너지 방출에 기인하는 AE(어쿠스틱 방출(Acoustic Emission))을 검출하는 방법이 검토되고 있다. AE를 이용하는 검출 장치로서, 챔버의 외벽에 복수의 초음파 센서를 구비하여, 이들 초음파 센서에 의해서 플라즈마 이상 방전이 발생했을 때의 에너지 방출에 기인하는 AE를 검출하는 것이나, 반도체 웨이퍼를 적재하는 적재대(서셉터) 또는 적재대에 적재된 반도체 웨이퍼의 주변에 배치된 포커스 링에 접촉하도록 복수의 음향 프로브를 설치하여, 이들 음향 프로브를 전파하는 초음파를 초음파 센서에 의해 검출하는 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 때, 플라즈마 발생에 이용하는 고주파 전력(전압 또는 전류)을 모니터링하는 방법이 병용되는 경우가 있다.For example, as a method capable of high sensitivity detection of the plasma processing method, a method of detecting AE (Acoustic Emission) due to energy release during plasma abnormal discharge has been studied. A detection device using AE, comprising a plurality of ultrasonic sensors on the outer wall of the chamber, for detecting AE resulting from energy release when a plasma abnormal discharge occurs by these ultrasonic sensors, or a mounting table for loading a semiconductor wafer. A device is known in which a plurality of acoustic probes are provided so as to contact a focus ring arranged around a semiconductor wafer loaded on a susceptor or a mounting table, and the ultrasonic waves propagating these acoustic probes are detected by an ultrasonic sensor (for example, , Patent Document 1). At this time, the method of monitoring the high frequency power (voltage or current) used for plasma generation may be used together.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2003-100714호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 2003-100714

그러나, 초음파 센서는, 플라즈마 이상 방전에 기인하는 AE뿐만 아니라, 플라즈마 처리 장치의 게이트 밸브의 개폐 등에 기인하는 기계적 진동 등을 노이즈로서 검출한다. 이에 따라 플라즈마 이상 방전의 검출 정밀도가 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 이 문제를 해결하기 위해서, 초음파 센서가 검출한 AE 신호의 해석 수법의 개량이 요구되고 있다.However, the ultrasonic sensor detects not only AE caused by plasma abnormal discharge but also mechanical vibration and the like caused by opening and closing of the gate valve of the plasma processing apparatus as noise. This causes a problem that the detection accuracy of the plasma abnormal discharge is lowered. In order to solve this problem, improvement of the analysis method of the AE signal detected by the ultrasonic sensor is required.

AE 신호의 해석 수법으로서는, 예컨대, 초음파 센서의 출력 신호(검출 신호)를 고속 샘플링하여, 얻어진 데이터를 PC(Personal Computer) 상에서 디지털 처리하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는, 고속 샘플링에 의한 대용량 데이터를 취급할 필요가 있기 때문에, 데이터 처리 비용이 높아진다고 하는 문제나 실시간 데이터 처리를 할 수 없게 되는 등의 문제가 있다.As an analysis method of an AE signal, for example, there is a method of digitally processing data obtained by high-speed sampling of an output signal (detection signal) of an ultrasonic sensor on a personal computer (PC). However, in this method, since it is necessary to handle large-capacity data by high-speed sampling, there are problems such as high data processing costs and inability to perform real-time data processing.

또한, 목업(mock-up)을 병용하여 디지털 처리를 하는 방법도 있지만, DSP(Digital Signal Processor)의 처리 능력의 한계 때문에, 10 kHz 샘플링에 대응하는 정도이다. 이 샘플링 주파수는, 고주파 전력의 모니터링에는 충분하지만, 발생에서부터 종료까지의 시간이 마이크로초 정도의 이상에 기인하는 AE 신호의 모니터링에는 불충분하다.There is also a method of performing digital processing in combination with a mock-up. However, due to limitations in the processing capability of a DSP (Digital Signal Processor), it corresponds to 10 kHz sampling. This sampling frequency is sufficient for monitoring high frequency power, but is insufficient for monitoring the AE signal due to an abnormality of about microseconds from the time of generation to the end.

그런데, 종래에는, 복수의 초음파 센서가 배치되어 있는 경우라도, AE 신호의 해석은 초음파 센서마다 이루어지고 있다. 이 경우, 예컨대, 플라즈마 이상 방전의 발생 부위의 차이에 의해서 AE 신호의 크기에 차가 생기기 때문에, 플라즈마 이상 방전의 발생을 놓쳐 버릴 우려가 있다.By the way, conventionally, even when the some ultrasonic sensor is arrange | positioned, analysis of AE signal is performed for every ultrasonic sensor. In this case, for example, since a difference occurs in the magnitude of the AE signal due to the difference in the generation site of the plasma abnormal discharge, there is a possibility that the occurrence of the plasma abnormal discharge may be missed.

본 발명의 목적은, 처리 장치에 생긴 이상에 관한 대용량의 데이터를 취득하면서도, 데이터 처리 비용을 낮게 억제할 수 있으며, 발생한 이상을 고정밀도로 검출할 수 있는 이상 검출 시스템, 이상 검출 시스템에 의한 이상 검출 방법 및 이상 검출 시스템에 있어서 이용되는 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독가능한 기억 매체를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is an abnormality detection system and abnormality detection system capable of detecting data abnormality with high accuracy while acquiring a large amount of data relating to an abnormality occurring in a processing device, and detecting a generated abnormality with high accuracy. The present invention provides a computer-readable storage medium storing a method and a program used in an abnormality detection system.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본원 발명에 따른 이상 검출 시스템은, 처리 장치에 발생하는 이상을 검출하는 이상 검출 시스템으로서, 상기 처리 장치에 있어서 발생하는 어쿠스틱 방출을 검출하기 위한 복수의 초음파 센서와, 상기 복수의 초음파 센서의 각 출력 신호를 각각 제1 신호와 제2 신호로 분배하는 분배 유닛과, 상기 제1 신호를 제1 주파수로 샘플링하여, 정해진 특징을 검출했을 때에 트리거 신호를 발생시키는 트리거 발생 유닛과, 상기 트리거 신호를 수신하여 트리거 발생 시각을 결정하는 트리거 발생 시각 결정 유닛과, 상기 제2 신호를 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수로 샘플링한 샘플링 데이터를 작성하는 데이터 작성 유닛과, 상기 샘플링 데이터 중 상기 트리거 발생 시각 결정 유닛에 의해 결정된 상기 트리거 발생 시각을 기준으로 한 일정 기간에 상당하는 데이터의 파형 해석을 행함으로써 상기 처리 장치에 발생한 이상을 해석하는 데이터 처리 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the abnormality detection system according to the present invention is an abnormality detection system for detecting abnormality occurring in the processing apparatus, comprising: a plurality of ultrasonic sensors for detecting acoustic emission generated in the processing apparatus, and A distribution unit for distributing each output signal of the plurality of ultrasonic sensors into a first signal and a second signal, respectively, and a trigger generation unit for generating a trigger signal when sampling the first signal at a first frequency and detecting a predetermined characteristic; And a trigger generation time determination unit that receives the trigger signal to determine a trigger generation time, a data creation unit that creates sampling data obtained by sampling the second signal at a second frequency higher than the first frequency, and the sampling. Based on the trigger occurrence time determined by the trigger occurrence time determination unit among data By performing a waveform analysis of the data corresponding to a period of time as characterized by a data processing unit to interpret the above occurred in the processing device.

또한, 이상 검출 시스템은, 정해진 기간 내에 복수의 상기 트리거 신호가 발생했을 때에, 상기 복수의 트리거 신호를 대표 트리거 신호로서 하나의 신호로 통합하는 트리거 신호 처리 유닛을 더 구비하며, 상기 트리거 발생 시각 결정 유닛은, 상기 대표 트리거 신호에 대하여 상기 트리거 발생 시각을 결정하는 것을 특징으로 한다.The abnormality detection system further includes a trigger signal processing unit for integrating the plurality of trigger signals into one signal when a plurality of the trigger signals are generated within a predetermined period, and determining the trigger generation time. The unit may determine the trigger generation time with respect to the representative trigger signal.

또한, 이상 검출 시스템은, 상기 복수의 초음파 센서의 각 출력 신호로부터 노이즈를 제거하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The abnormality detection system may further include a filter for removing noise from each output signal of the plurality of ultrasonic sensors.

또한, 이상 검출 시스템은, 상기 제1 주파수는 10 kHz?5 MHz이며, 상기 제2 주파수는 500 kHz?5 MHz인 것을 특징으로 한다.The abnormality detection system is characterized in that the first frequency is 10 kHz to 5 MHz, and the second frequency is 500 kHz to 5 MHz.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법은, 처리 장치에 발생하는 이상을 검출하는 이상 검출 방법으로서, 상기 처리 장치에서 발생하는 어쿠스틱 방출을 복수의 초음파 센서에 의해 검출하는 검출 단계와, 상기 검출 단계에서 얻어진 상기 복수의 초음파 센서로부터의 각 출력 신호를 각각 제1 신호와 제2 신호로 분배 유닛에 의해 분배하는 분배 단계와, 상기 제1 신호를 제1 주파수로 A/D 변환 유닛에 의해 샘플링하여, 정해진 특징을 검출했을 때에 신호 발생 유닛에 의해 트리거 신호를 발생시키는 트리거 신호 발생 단계와, 상기 트리거 신호를 수신하여 상기 트리거 신호의 트리거 발생 시각을 시각 카운터 유닛에 의해 결정하는 트리거 발생 시각 결정 단계와, 상기 제2 신호를 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수로 A/D 변환 유닛에 의해 샘플링하여 샘플링 데이터를 작성하는 샘플링 데이터 작성 단계와, 상기 샘플링 데이터 중 상기 트리거 발생 시각 결정 단계에서 결정된 상기 트리거 발생 시각을 기준으로 한 일정 기간에 상당하는 데이터의 파형 해석을 컴퓨터가 행함으로써 상기 처리 장치에 발생한 이상을 해석하는 데이터 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the abnormality detecting method according to the present invention is an abnormality detecting method for detecting abnormality occurring in the processing apparatus, comprising: a detecting step of detecting acoustic emission generated in the processing apparatus by a plurality of ultrasonic sensors; A distribution step of distributing each output signal from the plurality of ultrasonic sensors obtained in the detection step by a distribution unit into a first signal and a second signal, respectively, and an A / D conversion unit at the first frequency A trigger signal generation step of generating a trigger signal by the signal generating unit when sampling by a predetermined characteristic is detected, and a trigger generation that receives the trigger signal and determines the trigger generation time of the trigger signal by the time counter unit. And determining the time, and converting the second signal to a second frequency higher than the first frequency. The computer performs a sampling data creation step of sampling by a net and creating sampling data, and a waveform analysis of data corresponding to a predetermined period of time based on the trigger generation time determined in the trigger generation time determination step of the sampling data. And a data processing step of analyzing an abnormality occurring in the processing apparatus.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법은, 상기 트리거 신호 발생 단계에 있어서 정해진 기간 내에 복수의 상기 트리거 신호가 발생했을 때에, 상기 복수의 트리거 신호를 대표 트리거 신호로서 하나의 신호로 통합하는 트리거 신호 처리 단계를 더 포함하며, 상기 트리거 발생 시각 결정 단계에 있어서는, 상기 대표 트리거 신호에 대하여 상기 트리거 발생 시각이 결정되는 것을 특징으로 한다.Further, the abnormality detection method according to the present invention, when a plurality of the trigger signal is generated within a predetermined period in the trigger signal generation step, the trigger signal processing to integrate the plurality of trigger signals into a single signal as a representative trigger signal The method further includes the step of determining the trigger generation time, wherein the trigger generation time is determined with respect to the representative trigger signal.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법은, 상기 분배 단계에 의해서 얻어진 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호로부터 필터에 의해 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the abnormality detection method according to the present invention is characterized in that it further comprises a noise removing step of removing noise by a filter from the first signal and the second signal obtained by the distribution step.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법은, 상기 제1 주파수를 10 kHz?5 MHz로 하고, 상기 제2 주파수를 500 kHz?5 MHz로 하는 것을 특징으로 한다.The abnormality detection method according to the present invention is characterized in that the first frequency is 10 kHz to 5 MHz, and the second frequency is 500 kHz to 5 MHz.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법은, 상기 데이터 처리 단계는, 상기 샘플링 데이터로부터 상기 일정 기간에 상당하는 데이터를 잘라내는 잘라내기 단계와, 상기 잘라내기 단계에서 잘라낸 데이터에 대하여 대표치에 의한 다운 샘플링을 행하여, 작성된 다운 샘플링 데이터에 의미 있는 파형이 존재하는 경우에, 상기 다운 샘플링 데이터로부터 파형 특징량을 추출하는 제1 파형 특징량 추출 단계와, 상기 제1 파형 특징량 추출 단계에 의해 추출된 파형 특징량의 시각을 추정함으로써 상기 잘라내기 단계에서 잘라낸 데이터의 해석 대상을 좁혀, 상기 해석 대상에 대하여 상기 잘라내기 단계에서 잘라낸 데이터로부터 파형 특징량을 추출하는 제2 파형 특징량 추출 단계와, 상기 제2 파형 특징량 추출 단계에서 얻어진 파형 특징량과 미리 설정된 이상 패턴 인식 모델과의 패턴 인식을 행함으로써 상기 처리 장치에 발생한 이상을 판정하는 판정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the abnormality detection method according to the present invention, the data processing step includes a cutting step of cutting out data corresponding to the predetermined period from the sampling data, and a data cut down by a representative value with respect to the data cut out in the cutting step. In the case where a meaningful waveform exists in the generated down sampling data by sampling, a first waveform feature variable extracting step of extracting a waveform feature variable from the down sampling data and the first waveform feature variable extracting step are extracted. A second waveform feature variable extraction step of narrowing an analysis target of the data cut out in the cutting step by estimating the time of the waveform feature variable, and extracting a waveform feature quantity from the data cut out in the cutting step with respect to the analysis target; Waveform Feature Amount and Preset Abnormality Obtained in the Second Waveform Feature Amount Extraction Step And a determination step of determining an abnormality occurring in the processing apparatus by performing pattern recognition with a pattern recognition model.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법은, 청구항 5 내지 9 중 어느 한 항에 기재한 이상 검출 방법에 있어서, 상기 검출 단계 전에 이루어지는, 상기 처리 장치에서 실행되는 정해진 처리의 프로세스 조건을 취득하는 프로세스 조건 취득 단계를 더 포함하며, 상기 검출 단계는, 상기 프로세스 조건 취득 단계에서 취득된 상기 프로세스 조건에 포함되는 상기 정해진 처리의 실행 기간 동안만 실행되는 것을 특징으로 한다.Moreover, the abnormality detection method which concerns on this invention is a abnormality detection method as described in any one of Claims 5-9, The process condition which acquires the process conditions of the predetermined process performed in the said processing apparatus made before the said detection step. The method may further include an acquiring step, wherein the detecting step is executed only during the execution period of the predetermined process included in the process condition acquired in the process condition acquiring step.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본원 발명에 따른 컴퓨터 판독가능한 기억 매체는, 컴퓨터에 의해서 제어되는 이상 검출 시스템으로 정해진 처리 장치에서 발생하는 이상을 검출하는 이상 검출 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체로서, 상기 이상 검출 방법은, 상기 처리 장치에서 발생하는 어쿠스틱 방출을 복수의 초음파 센서에 의해 검출하는 검출 단계와, 상기 검출 단계에서 얻어진 상기 복수의 초음파 센서로부터의 각 검출 신호를 각각 제1 신호와 제2 신호로 분배 유닛에 의해 분배하는 분배 단계와, 상기 제1 신호를 제1 주파수로 A/D 변환 유닛에 의해 샘플링하여, 정해진 특징을 검출했을 때에 신호 발생 유닛에 의해 트리거 신호를 발생시키는 트리거 신호 발생 단계와, 상기 트리거 신호를 수신하여 상기 트리거 신호의 트리거 발생 시각을 시각 카운터 유닛에 의해 결정하는 트리거 발생 시각 결정 단계와, 상기 제2 신호를 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수로 A/D 변환 유닛에 의해 샘플링하여 샘플링 데이터를 작성하는 샘플링 데이터 작성 단계와, 상기 샘플링 데이터 중 상기 트리거 발생 시각 결정 단계에서 결정된 상기 트리거 발생 시각을 기준으로 한 일정 기간에 상당하는 데이터의 파형 해석을 상기 컴퓨터가 행함으로써 상기 처리 장치에 발생한 이상을 해석하는 데이터 처리 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a computer readable storage medium according to the present invention is a computer readable medium for storing a program for executing an abnormal detection method for detecting an abnormality occurring in a processing apparatus determined by a computer-controlled abnormality detection system. As a possible storage medium, the abnormality detection method includes a detection step of detecting acoustic emission generated by the processing apparatus by a plurality of ultrasonic sensors and a respective detection signal from the plurality of ultrasonic sensors obtained in the detection step. A distribution step of distributing the first signal and the second signal by the distribution unit, and sampling the first signal at a first frequency by the A / D conversion unit to detect a predetermined feature and then triggering the trigger signal by the signal generation unit. Generating a trigger signal and receiving the trigger signal to generate the trigger signal. A trigger generation time determination step of determining a trigger generation time of a trigger signal by a time counter unit, and sampling the second signal at a second frequency higher than the first frequency by the A / D conversion unit to create sampling data; Analyzing the abnormality that has occurred in the processing apparatus by performing a waveform analysis of data corresponding to a predetermined period of time based on the trigger generation time determined in the trigger generation time determination step of the sampling data and the sampling data; A data processing step.

본원 발명에 따른 이상 검출 시스템, 청구항 5에 기재된 이상 검출 방법 및 청구항 11에 기재된 컴퓨터 판독가능한 기억 매체에 의하면, 처리 장치에 생긴 이상에 관한 대용량의 데이터를 취득하면서도, 데이터 처리 비용을 낮게 억제할 수 있고, 더구나, 발생한 이상을 고정밀도로 검출할 수 있다.According to the abnormality detecting system according to the present invention, the abnormality detecting method according to claim 5, and the computer-readable storage medium according to claim 11, the data processing cost can be kept low while acquiring a large amount of data relating to the abnormality occurring in the processing apparatus. Moreover, the abnormality which occurred can be detected with high precision.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 시스템 및 청구항 6에 기재된 이상 검출 방법에 의하면, 대표 트리거 신호를 발생시킴으로써, 이상 검출의 정밀도를 저하시키는 일없이, 데이터 처리에 걸리는 부하를 경감시킬 수 있다.In addition, according to the abnormality detection system and the abnormality detection method according to claim 6 of the present invention, by generating a representative trigger signal, the load on the data processing can be reduced without lowering the accuracy of the abnormality detection.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법에 의하면, 초음파 센서의 각 출력 신호로부터 필터에 의해 노이즈가 제거되기 때문에, 트리거 신호의 발생이나 샘플링 데이터의 해석 정밀도를 높일 수 있다.Moreover, according to the abnormality detection method which concerns on this invention, since a noise is removed by the filter from each output signal of an ultrasonic sensor, the generation of a trigger signal and the analysis precision of sampling data can be improved.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 시스템 및 이상 검출 방법에 의하면, 발생하고 나서 마이크로초 정도로 종료하는 식의 종래에는 검출이 곤란하였던 이상에 기인하는 AE 신호를 빠짐없이 검출할 수 있게 된다.Moreover, according to the abnormality detection system and the abnormality detection method which concern on this invention, it becomes possible to detect the AE signal resulting from the abnormality which was difficult to detect conventionally of generation | occurrence | production to end in microseconds after generation | occurrence | production.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법에 의하면, 데이터 잘라내기에 의해서 해석 처리 대상이 되는 데이터량을 적게 한 다음에, 데이터량이 적은 다운 샘플링 데이터를 이용하고, 또한 해석 처리의 대상을 좁히기 때문에, 이상 검출의 정밀도를 저하시키는 일없이, 데이터 처리 시간을 단축시킬 수 있다.In addition, according to the abnormality detection method which concerns on this invention, since the data amount which becomes an analysis process object is reduced by data truncation, since down-sampled data with a small data amount is used and the object of an analysis process is narrowed down, abnormality detection is carried out. The data processing time can be shortened without lowering the accuracy of the.

또한, 본원 발명에 따른 이상 검출 방법에 의하면, 프로세스 조건에 포함되는 정해진 처리의 실행 기간 동안만 검출 단계에서의 데이터 취득을 행하기 때문에, 전체적인 데이터 처리의 부하를 경감시킬 수 있고, 또한, 검출된 이상의 종류를 좁힌 해석과 판정을 행할 수 있다.Further, according to the abnormality detection method according to the present invention, since data is acquired in the detection step only during the execution period of the predetermined process included in the process condition, the load of the overall data processing can be reduced, and the detected Analysis and determination which narrowed the above kind can be performed.

도 1은 본 발명에 따른 이상 검출 시스템이 적용되는 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 초음파 센서의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 이상 검출 시스템의 개략 구성도이다.
도 4는 이상 검출 시스템의 운용 형태의 개요를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 이상 검출 시스템에 의한 이상 검출/해석 처리 방법의 개략 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 도 5 중의 단계 S23(트리거 출력)의 상세한 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 7은 도 5 중의 단계 S24(파형 잘라내기/보존)의 상세한 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 8은 도 5 중의 단계 S25(파형 해석)의 상세한 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 9는 도 5 중의 단계 S27(이상 패턴 판정)의 상세한 순서를 도시하는 흐름도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows schematic structure of the plasma processing apparatus to which the abnormality detection system which concerns on this invention is applied.
2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an ultrasonic sensor.
It is a schematic block diagram of the abnormality detection system which concerns on embodiment of this invention.
It is a flowchart which shows the outline | summary of the operation form of the abnormality detection system.
5 is a flowchart showing a schematic procedure of an abnormality detection / analysis processing method by the abnormality detection system.
FIG. 6 is a flowchart showing the detailed procedure of step S23 (trigger output) in FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing the detailed procedure of step S24 (waveform cut / preserve) in FIG. 5.
FIG. 8 is a flowchart showing the detailed procedure of step S25 (waveform analysis) in FIG.
FIG. 9 is a flowchart showing the detailed procedure of step S27 (abnormal pattern determination) in FIG.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described, referring drawings.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 이상 검출 시스템이 적용되는 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치(2)는, 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 기재함)(W)에 에칭 처리를 실시하는 것으로, 알루미늄 또는 스테인리스강 등의 금속을 포함하는 원통형의 챔버(10)를 구비하고 있고, 챔버(10) 내에는 예컨대 직경이 300 mm인 웨이퍼(W)를 적재하는 스테이지로서의 원기둥형의 서셉터(11)를 구비하고 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows schematic structure of the plasma processing apparatus to which the abnormality detection system which concerns on embodiment of this invention is applied. The plasma processing apparatus 2 is subjected to an etching process on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as "wafer") W, and includes a cylindrical chamber 10 made of metal such as aluminum or stainless steel. In the chamber 10, for example, a cylindrical susceptor 11 as a stage for loading a wafer W having a diameter of 300 mm is provided.

챔버(10)는 챔버(10)의 내부와 외부를 연통하는 메인터넌스용의 개구부(도시되지 않음)와, 이 개구부를 자유롭게 개폐하는 메인터넌스용 덮개(도시되지 않음)를 구비한다. 또한, 챔버(10)의 측벽과 서셉터(11) 사이에는, 서셉터(11) 위쪽의 기체를 챔버(10) 밖으로 배출하는 유로로서 기능하는 배기로(12)가 설치되어 있다. 배기로(12)의 도중에는, 환형의 배기 플레이트(13)가 배치되어 있고, 배기 플레이트(13)보다 하류의 공간은 가변식 버터플라이 밸브인 APC(압력 제어 밸브 : Adaptive Pressure Control Valve)(14)에 통해 있다. APC(14)는, 진공작업용의 배기 펌프인 TMP(터보 분자 펌프: Turbomolecular Pump)(15)에 접속되고, TMP(15)는 배기 펌프인 DP(드라이 펌프 : Dry Pump)(16)에 접속되어 있다.The chamber 10 is provided with the maintenance opening part (not shown) which communicates the inside and exterior of the chamber 10, and the maintenance cover part (not shown) which opens and closes this opening part freely. In addition, between the side wall of the chamber 10 and the susceptor 11, an exhaust path 12 serving as a flow path for discharging gas above the susceptor 11 out of the chamber 10 is provided. An annular exhaust plate 13 is arranged in the middle of the exhaust passage 12, and the space downstream of the exhaust plate 13 is an APC (Adaptive Pressure Control Valve) 14, which is a variable butterfly valve. Through. The APC 14 is connected to a TMP (Turbo Molecular Pump) 15, which is an exhaust pump for vacuum operation, and the TMP 15 is connected to a DP (Dry Pump: Dry Pump) 16, which is an exhaust pump. have.

한편, APC(14), TMP(15) 및 DP(16)에 의해서 구성되는 배기 유로를 이하 「주배기 라인」이라고 부르기로 한다. 이 주배기 라인에서는, APC(14)에 의해서 챔버(10) 내의 압력 제어가 이루어지며, TMP(15) 및 DP(16)에 의해서 챔버(10) 안을 고진공 상태로 감압할 수 있게 되어 있다.In addition, the exhaust flow path comprised by the APC 14, TMP 15, and DP 16 is called "main exhaust line" hereafter. In this main exhaust line, the pressure control in the chamber 10 is performed by the APC 14, and the pressure inside the chamber 10 can be reduced in a high vacuum state by the TMP 15 and the DP 16. FIG.

배기 플레이트(13)보다 하류측의 공간은, 주배기 라인과는 별도의 배기 유로(이하, 「러핑(roughing) 라인 」이라고 함)를 통해 DP(16)에 연통되어 있다. 이 러핑 라인은, 예컨대, 직경이 25 mm인 배기관(17)과, 배기관(17)의 도중에 배치된 밸브 V2를 구비하고 있고, DP(16)를 구동했을 때에는, 러핑 라인을 지나게 하여, 챔버(10) 내의 기체를 배출할 수 있게 되어 있다.The space downstream from the exhaust plate 13 is communicated with the DP 16 via an exhaust flow path (hereinafter referred to as a "roughing line") separate from the main exhaust line. The roughing line has, for example, an exhaust pipe 17 having a diameter of 25 mm and a valve V2 arranged in the middle of the exhaust pipe 17. When the DP 16 is driven, the roughing line passes through the roughing line, and the chamber ( 10) It is possible to exhaust the gas inside.

서셉터(11)에는, 급전봉(40) 및 정합기(19)를 통해, 정해진 고주파 전력을 서셉터(11)에 공급하는 고주파 전원(18)이 접속되어 있다. 이에 따라, 서셉터(11)는 하부 전극으로서 기능한다. 또한, 정합기(19)는, 서셉터(11)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감하여, 고주파 전력의 서셉터(11)로의 공급 효율을 높인다. 한편, 고주파 전원(18)으로부터 출력되는 전력은 전류 센서 또는 전압 센서(도시되지 않음)에 의해서 모니터되고 있다.The susceptor 11 is connected to a high frequency power source 18 for supplying a predetermined high frequency power to the susceptor 11 through a feed rod 40 and a matching device 19. Accordingly, the susceptor 11 functions as a lower electrode. In addition, the matching unit 19 reduces the reflection of the high frequency power from the susceptor 11 and increases the supply efficiency of the high frequency power to the susceptor 11. On the other hand, the power output from the high frequency power source 18 is monitored by a current sensor or a voltage sensor (not shown).

서셉터(11)의 내부 위쪽에는, 웨이퍼(W)를 정전 흡착력으로 흡착하기 위해서, 도전막을 포함하는 원판형의 전극판(20)이 배치되어 있고, 전극판(20)에는 직류 전원(22)이 전기적으로 접속되어 있다. 웨이퍼(W)는, 직류 전원(22)으로부터 전극판(20)에 인가된 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱력 또는 죤슨-라벡(Johnsen-Rahbek)력에 의해서 서셉터(11)의 상면에 흡착 유지된다. 또한, 서셉터(11)의 위쪽에는, 서셉터(11) 위쪽의 공간(S)에서 발생하는 플라즈마를 웨이퍼(W)로 향해서 수속(收束)시키기 위해서, 실리콘(Si) 등을 포함하는 원환형의 포커스 링(24)이 배치되어 있다.A disk-shaped electrode plate 20 including a conductive film is disposed above the inside of the susceptor 11 so as to adsorb the wafer W with an electrostatic attraction force, and the DC plate 22 is provided on the electrode plate 20. This is electrically connected. The wafer W is adsorbed and held on the upper surface of the susceptor 11 by a Coulomb force or a Johnson-Rahbek force generated by a DC voltage applied from the DC power supply 22 to the electrode plate 20. do. Further, above the susceptor 11, a circle containing silicon (Si) or the like is used in order to converge the plasma generated in the space S above the susceptor 11 toward the wafer W. An annular focus ring 24 is arranged.

서셉터(11)의 내부에는 냉매실(25)이 설치되어 있으며, 여기서는, 냉매실(25)을 원주 방향으로 연장되는 환형으로 하고 있다. 냉매실(25)에는, 칠러 유닛(도시되지 않음)으로부터 배관(26)을 통해 정해진 온도의 냉매(예컨대, 냉각수)가 순환 공급되어, 냉매의 온도에 의해서 서셉터(11) 상에 배치된 웨이퍼(W)의 처리 온도가 제어된다.Inside the susceptor 11, a coolant chamber 25 is provided. Here, the coolant chamber 25 is formed in an annular shape extending in the circumferential direction. In the refrigerant chamber 25, a refrigerant (eg, cooling water) having a predetermined temperature is circulated and supplied from a chiller unit (not shown) through a pipe 26, and the wafer is disposed on the susceptor 11 by the temperature of the refrigerant. The processing temperature of (W) is controlled.

서셉터(11)의 상면에 있어서 웨이퍼(W)가 흡착되는 부분(이하, 「흡착면」이라 함)에는, 복수의 전열 가스 공급 구멍(27)과, 전열 가스 공급 홈(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 전열 가스 공급 구멍(27) 등은, 서셉터(11) 내부에 설치된 전열 가스 공급 라인(28)을 통해 전열 가스 공급부(29)에 접속되고, 전열 가스 공급부(29)는 He 가스 등의 전열 가스를, 흡착면과 웨이퍼(W)의 이면과의 간극에 공급한다. 한편, 전열 가스 공급부(29)는, 흡착면과 웨이퍼(W)의 이면과의 간극을 진공 상태로 할 수 있도록 DP(16)에 접속되어 있다.In the upper surface of the susceptor 11, a portion of the wafer W adsorbed (hereinafter referred to as an "adsorption surface") includes a plurality of heat transfer gas supply holes 27 and a heat transfer gas supply groove (not shown). Formed. The heat transfer gas supply hole 27 and the like are connected to the heat transfer gas supply unit 29 through the heat transfer gas supply line 28 provided in the susceptor 11, and the heat transfer gas supply unit 29 is a heat transfer gas such as He gas. Is supplied to the gap between the adsorption surface and the back surface of the wafer (W). On the other hand, the electrothermal gas supply part 29 is connected to the DP 16 so that the clearance gap between a suction surface and the back surface of the wafer W may be made into a vacuum state.

서셉터(11)의 흡착면에는, 서셉터(11)의 상면에서 돌출이 자유로운 리프트 핀으로서의 복수의 푸셔 핀(30)이 배치되어 있다. 푸셔 핀(30)은, 모터(도시되지 않음)의 회전 운동이 볼나사 등에 의해서 직선 운동으로 변환됨으로써, 도 1의 상하 방향에서 이동 가능하게 되어 있다. 웨이퍼(W)를 흡착면에 흡착 유지할 때에, 푸셔 핀(30)은 서셉터(11)에 수용되고, 웨이퍼(W)를 챔버(10)에 반입하거나 반출하거나 할 때에, 푸셔 핀(30)은 서셉터(11)의 상면으로부터 돌출되어, 웨이퍼(W)를 서셉터(11)로부터 이격시켜 위쪽으로 들어올린다.On the suction surface of the susceptor 11, a plurality of pusher pins 30 are provided as lift pins which protrude freely from the upper surface of the susceptor 11. The pusher pin 30 is movable in the vertical direction of FIG. 1 by converting the rotational motion of a motor (not shown) into linear motion by a ball screw or the like. When the wafer W is adsorbed and held on the suction surface, the pusher pin 30 is accommodated in the susceptor 11, and when the wafer W is brought in or taken out of the chamber 10, the pusher pin 30 is It protrudes from the upper surface of the susceptor 11, and lifts the wafer W upwards apart from the susceptor 11.

챔버(10)의 천장부에는 샤워 헤드(33)가 배치되어 있다. 샤워 헤드(33)에는 정합기(23)를 통해 고주파 전원(21)이 접속되어 있고, 고주파 전원(21)은 정해진 고주파 전력을 샤워 헤드(33)에 공급한다. 이에 따라, 샤워 헤드(33)는 상부 전극으로서 기능한다. 한편, 정합기(23)의 기능은 전술한 정합기(19)의 기능과 동일하다.The shower head 33 is disposed at the ceiling of the chamber 10. The high frequency power source 21 is connected to the shower head 33 via the matching unit 23, and the high frequency power source 21 supplies the high frequency power to the shower head 33. Thus, the shower head 33 functions as an upper electrode. On the other hand, the function of the matching device 23 is the same as that of the matching device 19 described above.

또한, 고주파 전원(21)으로부터 출력되는 전력은 도시되지 않은 전류 센서 또는 전압 센서에 의해서 모니터되고 있다.The power output from the high frequency power supply 21 is monitored by a current sensor or a voltage sensor (not shown).

샤워 헤드(33)는, 그 하면측에 배치되어, 다수의 가스 통기 구멍(34)을 갖는 전극판(35)과, 전극판(35)을 착탈 가능하게 지지하는 전극 지지체(36)를 갖는다. 또한, 전극 지지체(36)의 내부에는 버퍼실(37)이 형성되어 있고, 버퍼실(37)과 처리 가스 공급부(도시되지 않음)가 처리 가스 도입관(배관)(38)에 의해서 접속되어 있다. 처리 가스 도입관(38)의 도중에는 배관 인슐레이터(39)가 배치되어 있으며, 배관 인슐레이터(39)는 절연체를 포함하며, 샤워 헤드(33)에 공급된 고주파 전력이 처리 가스 도입관(38)을 통해서 처리 가스 공급부로 흐르는 것을 방지한다.The shower head 33 is disposed on the lower surface side thereof, and includes an electrode plate 35 having a plurality of gas vent holes 34, and an electrode support 36 that detachably supports the electrode plate 35. A buffer chamber 37 is formed inside the electrode support 36, and the buffer chamber 37 and a processing gas supply unit (not shown) are connected by a processing gas introduction pipe (piping) 38. . A pipe insulator 39 is disposed in the middle of the process gas introduction pipe 38, the pipe insulator 39 includes an insulator, and the high frequency electric power supplied to the shower head 33 passes through the process gas introduction pipe 38. Prevents flow to the process gas supply.

챔버(10)의 측벽에는 웨이퍼(W)의 반입반출구(31)를 개폐하는 게이트 밸브(5)가 부착되어 있다.The gate valve 5 which opens and closes the carrying-in / out port 31 of the wafer W is attached to the side wall of the chamber 10.

플라즈마 처리 장치(2)에서는, 서셉터(11)와 샤워 헤드(33)에 각각 고주파 전력을 공급하고, 서셉터(11)와 샤워 헤드(33) 사이의 공간(S)에 샤워 헤드(33)로부터 처리 가스를 공급함으로써, 이온이나 라디칼을 포함하는 고밀도의 플라즈마를 공간(S)에 발생시킨다.In the plasma processing apparatus 2, the high frequency power is supplied to the susceptor 11 and the shower head 33, respectively, and the shower head 33 is provided in the space S between the susceptor 11 and the shower head 33. By supplying the processing gas from the chamber, a high-density plasma containing ions and radicals is generated in the space S.

플라즈마 처리 장치(2)에서는, 에칭 처리할 때, 우선 게이트 밸브(5)를 개방하고, 처리 대상의 웨이퍼(W)를 챔버(10) 안으로 반입하여 서셉터(11) 위에 적재한다. 이어서, 직류 전원(22)으로부터 전극판(20)에 직류 전압을 인가하여, 웨이퍼(W)를 서셉터(11) 위에 흡착시킨다.In the plasma processing apparatus 2, when the etching process is performed, first, the gate valve 5 is opened, and the wafer W to be processed is loaded into the chamber 10 and loaded on the susceptor 11. Subsequently, a DC voltage is applied from the DC power supply 22 to the electrode plate 20 to adsorb the wafer W onto the susceptor 11.

그 후, 샤워 헤드(33)로부터 처리 가스(예컨대, 정해진 유량 비율의 C2F8 가스, O2 가스 및 Ar 가스를 포함하는 혼합 가스)를 정해진 유량 및 유량비로 챔버(10) 내에 도입하여, 주배기 라인에 의해 챔버(10) 안의 압력을 정해진 값으로 한다. 또한, 서셉터(11) 및 샤워 헤드(33)에 의해 챔버(10) 내에 고주파 전력을 인가한다. 이렇게 해서, 공간(S)에 있어서, 처리 가스는 플라즈마화되어, 생성된 라디칼이나 이온은, 포커스 링(24)에 의해서 웨이퍼(W)의 표면에 수속되어, 웨이퍼(W)의 표면이 물리적 또는 화학적으로 에칭된다.Thereafter, a process gas (eg, a mixed gas including C 2 F 8 gas, O 2 gas, and Ar gas at a predetermined flow rate ratio) is introduced into the chamber 10 from the shower head 33 at a predetermined flow rate and flow rate ratio, The pressure in the chamber 10 is set to a predetermined value by the main exhaust line. In addition, high frequency power is applied to the chamber 10 by the susceptor 11 and the shower head 33. In this way, in the space S, the processing gas is converted into plasma, and the generated radicals and ions are condensed on the surface of the wafer W by the focus ring 24, so that the surface of the wafer W is physical or Chemically etched.

이 때에 마이크로 아킹 등의 플라즈마 이상 방전이 발생한 경우, 초음파 센서를 이용하여, 플라즈마 이상 방전의 발생에 따른 에너지 방출에 기인하는 AE를 검출함으로써 검출한다. 초음파 센서는 후술하는 이상 검출 시스템(100)의 구성 요소의 하나이다.At this time, when a plasma abnormal discharge such as micro arcing occurs, it is detected by using an ultrasonic sensor to detect AE resulting from the energy release caused by the plasma abnormal discharge. An ultrasonic sensor is one of the components of the abnormality detection system 100 mentioned later.

도 2는 초음파 센서의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 초음파 센서(41)는, Al2O3 등의 절연체를 포함하는 평판형의 수파판(受波板)(42)과, 수파판(42)에 은 증착막 등의 금속막(43)을 통해 장착된 피에조 소자(예컨대, 티타늄산지르콘산납계 압전 세라믹)(44)과, 피에조 소자(44)를 덮도록 수파판(42)에 장착된 금속(예컨대, 알루미늄이나 스테인리스 등)을 포함하는 케이스형의 쉴드 케이스(45)를 구비한다.2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an ultrasonic sensor. The ultrasonic sensor 41 is mounted on a water wave plate 42 of a plate type including an insulator such as Al 2 O 3 , and a metal film 43 such as a silver deposition film on the water wave plate 42. A piezoelectric element (e.g., lead zirconate titanate-based piezoelectric ceramic) 44 and a case type including a metal (e.g., aluminum or stainless steel) mounted on the water wave plate 42 to cover the piezo element 44. The shield case 45 is provided.

피에조 소자(44)는, 초음파 등의 물리적인 진동을 받으면, 그 진동의 크기에 따른 크기의 전압을 발생시킨다. 이 전압 신호를 취출하기 위해서, 쉴드 케이스(45)의 측벽에는 쉴드 케이스(45)의 내부와 외부로 노출되는 커넥터(46)가 배치되어, 금속막(47)과 커넥터(46)가 내부 배선(48)에 의해서 접속되고, 또한, 커넥터(46)에 외부 배선(49)이 접속되어 있으며, 외부 배선(49)을 통하여 피에조 소자(44)에서 발생한 전압 신호가 취출된다. When the piezoelectric element 44 receives a physical vibration such as an ultrasonic wave, the piezoelectric element 44 generates a voltage having a magnitude corresponding to the magnitude of the vibration. In order to extract this voltage signal, a connector 46 exposed to the inside and the outside of the shield case 45 is disposed on the side wall of the shield case 45, so that the metal film 47 and the connector 46 have internal wiring ( 48, an external wiring 49 is connected to the connector 46, and a voltage signal generated by the piezoelectric element 44 is taken out through the external wiring 49.

초음파 센서(41)는, 플라즈마 처리 장치(2)에 있어서 플라즈마 이상 방전의 발생이 예측되는 구성 부품, 예컨대 챔버(10)나 배관 인슐레이터(39)의 외부에 장착된다. 구체적으로는, 플라즈마 이상 방전의 발생에 기인하여 챔버(10)의 외벽에 전파되는 초음파를 검출하기 위해서, 수파판(42)을 챔버(10)의 외벽에 밀착시키도록 하여, 초음파 센서(41)를 챔버(10)에 장착한다.The ultrasonic sensor 41 is mounted outside the component, for example, the chamber 10 or the pipe insulator 39, in which the occurrence of plasma abnormal discharge is predicted in the plasma processing apparatus 2. Specifically, in order to detect the ultrasonic wave propagated to the outer wall of the chamber 10 due to the occurrence of the plasma abnormal discharge, the ultrasonic wave sensor 42 is brought into close contact with the outer wall of the chamber 10. To the chamber 10.

한편, 플라즈마 처리 장치(2)의 구성 부품에 따라서는, 그 구성 부품으로부터 초음파 센서(41)에 누설 전류가 흘러, 초음파 센서(41)가 이상 방전을 정확하게 검출할 수 없을 우려가 있다. 그러나, 초음파 센서(41)에서는, 절연체를 포함하는 수파판(42)이 누설 전류를 차단하기 때문에, 이 문제를 피할 수 있다. 수파판(42)에 이용되는 절연체는 초음파를 전달할 수 있으면 되며, Al2O3로 한정되지 않는다.On the other hand, depending on the component of the plasma processing apparatus 2, a leakage current flows from the component to the ultrasonic sensor 41, which may prevent the ultrasonic sensor 41 from accurately detecting abnormal discharge. However, in the ultrasonic sensor 41, this problem can be avoided because the water wave plate 42 including the insulator blocks the leakage current. The insulator used for the water wave plate 42 may transmit ultrasonic waves, and is not limited to Al 2 O 3 .

이어서, 플라즈마 처리 장치(2)에서 생긴 플라즈마 이상 방전 등의 이상 검출 시스템에 관해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 이상 검출 시스템의 개략 구성도이다.Next, an abnormality detection system such as plasma abnormal discharge generated in the plasma processing apparatus 2 will be described. It is a schematic block diagram of the abnormality detection system which concerns on embodiment of this invention.

플라즈마 처리 장치(2)에서는, 전술한 바와 같이 고주파 전원(18, 21)으로부터 출력되는 전력이 모니터되고 있기 때문에, 이 모니터 신호를 이상 검출(주로 플라즈마 발생시의 이상 검출)에 이용할 수 있다. 그러나, 이하에 설명하는 바와 같이, 모니터 신호의 샘플링 주파수를 예컨대 10 kHz로 하는 데 대하여, 초음파 센서(41)의 출력 신호(이하, 「센서 신호」라고 함)의 샘플링 주파수를 예컨대 1 MHz로 함으로써, 센서 신호를 상세하게 취득한다. 따라서, 여기서는, 센서 신호에 기초하여 플라즈마 처리 장치(2)에 생긴 이상을 검출하여, 해석하는(이하, 「이상 검출/해석 처리」라고 함) 것으로 하고, 모니터 신호는 이상 검출/해석에 보조적으로 이용되는 것으로 한다.In the plasma processing apparatus 2, since the power output from the high frequency power sources 18 and 21 is monitored as described above, this monitor signal can be used for abnormality detection (mainly abnormality detection during plasma generation). However, as described below, the sampling frequency of the monitor signal is set to 10 kHz, for example, whereas the sampling frequency of the output signal of the ultrasonic sensor 41 (hereinafter referred to as the "sensor signal") is set to 1 MHz, for example. The sensor signal is obtained in detail. Therefore, in this case, the abnormality generated in the plasma processing apparatus 2 is detected and analyzed based on the sensor signal (hereinafter referred to as "abnormal detection / analysis processing"), and the monitor signal is assisted in abnormal detection / analysis. It shall be used.

이상 검출 시스템(100)은, 플라즈마 처리 장치(2)에 배치된 초음파 센서(41)와, 초음파 센서(41)로부터의 센서 신호를 2계통의 동일한 신호로 분배하는 분배기(65)와, 분배기(65)로부터 출력된 한 쪽의 센서 신호(제1 신호)로부터 노이즈를 제거하기 위한 필터(51a)와, 분배기(65)로부터 출력된 다른 쪽의 센서 신호(제2 신호)로부터 노이즈를 제거하기 위한 필터(51b)와, 필터(51a)를 통과한 센서 신호에 포함되는 정해진 특징을 검출하여, 트리거 신호를 발생시키는 트리거(Trigger)(52)와, 트리거(52)로부터 출력되는 트리거 신호에 대하여 정해진 동작(처리)을 행하는 OR 회로(53)와, OR 회로(53)로부터의 출력 신호와 필터(51b)를 통과한 센서 신호를 데이터 처리하는 PC(퍼스널 컴퓨터 : Personal Computer)(50)를 구비한다.The abnormality detection system 100 includes an ultrasonic sensor 41 disposed in the plasma processing apparatus 2, a distributor 65 for distributing sensor signals from the ultrasonic sensor 41 into two identical signals, and a distributor ( Filter 51a for removing noise from one sensor signal (first signal) output from 65 and for removing noise from the other sensor signal (second signal) output from divider 65. The trigger 51 which detects a predetermined characteristic included in the filter 51b, the sensor signal passing through the filter 51a, and generates a trigger signal, and the trigger signal output from the trigger 52 are determined. An OR circuit 53 for performing an operation (processing) and a PC (Personal Computer: Personal Computer) 50 for data processing the output signal from the OR circuit 53 and the sensor signal passing through the filter 51b are provided. .

이상 검출 시스템(100)은 복수의 초음파 센서(41)를 구비하고 있으며, 이에 따라, 1개의 초음파 센서(41)로부터의 정보로는 발견이 곤란한 이상이라도, 그 이상을 다른 초음파 센서(41)가 강하게 검출할 확률을 높일 수 있다. 즉, 복수의 초음파 센서(41)로부터의 정보를 해석하는 다변량(다채널) 해석을 행함으로써, 높은 검출 정밀도를 실현한다. 여기서는, 초음파 센서(41)의 수를 4개로 하고 있지만, 이것으로 한정되지 않는다.The abnormality detection system 100 is equipped with the some ultrasonic sensor 41, Therefore, even if the abnormality which is difficult to find by the information from one ultrasonic sensor 41, the other ultrasonic sensor 41 differs in the abnormality. It is possible to increase the probability of strong detection. That is, high detection accuracy is realized by performing multivariate (multichannel) analysis for analyzing information from the plurality of ultrasonic sensors 41. Although the number of the ultrasonic sensors 41 is four here, it is not limited to this.

이상 검출 시스템(100)에서는, 초음파 센서(41)로부터 출력된 센서 신호를 분배기(65)에 의해 2계통의 동일한 신호로 분배한다. 이것은, 후술하는 바와 같이, 센서 신호의 데이터 처리를 효율적으로 행하는 것을 목적으로 하고 있다.In the abnormality detection system 100, the sensor signal output from the ultrasonic sensor 41 is distributed by the distributor 65 into the same signal of two systems. This is for the purpose of performing data processing of a sensor signal efficiently as mentioned later.

초음파 센서(41)로부터 출력되는 센서 신호는 아날로그의 전압 신호이다. 이 센서 신호에는 플라즈마 처리 장치(2)의 운전에 의해서 발생하는 기계적 진동 등이 노이즈로서 포함되어, 많은 경우, 이러한 노이즈와 검출하고 싶은 플라즈마 이상 방전 등의 이상을 보이는 AE와는 파장이 다르다. 그래서, 분배기(65)로부터 출력되는 한 쪽의 센서 신호를, 트리거(52)에 입력하기 전에 불필요한 저주파 노이즈를 차단하도록 필터(51a)(구체적으로는 HPF(High-Pass Filter))에 통과시킨다. 필터(51a)는 트리거(52)에 있어서의 트리거 출력 조건의 판정에 기여한다.The sensor signal output from the ultrasonic sensor 41 is an analog voltage signal. This sensor signal includes mechanical vibrations and the like generated by the operation of the plasma processing apparatus 2 as noise, and in many cases, the wavelength is different from AE showing such noise and abnormality such as plasma abnormal discharge to be detected. Thus, one sensor signal output from the distributor 65 is passed through a filter 51a (specifically, a high pass filter (HPF)) so as to block unnecessary low frequency noise before input to the trigger 52. The filter 51a contributes to the determination of the trigger output condition in the trigger 52.

이에 대하여, 분배기(65)로부터 출력되는 다른 쪽의 센서 신호는, PC(50)가 구비하는 데이터 로거 보드(55)(후술함)에 입력되기 전에, 불필요한 저주파 노이즈를 차단하도록 필터(51b)(구체적으로는 BPF(Band Pass Filter))를 통과하게 된다. 필터(51b)는, PC(50)에 있어서 실행되는 이상 검출/해석 처리에 있어서, 이상의 판단 재료가 되는 주파수 관계의 특징량 산출에 기여한다.On the other hand, before the other sensor signal output from the distributor 65 is input to the data logger board 55 (described later) of the PC 50, the filter 51b (to block unnecessary low frequency noise) ( Specifically, it passes through a BPF (Band Pass Filter). The filter 51b contributes to the calculation of the characteristic amount of the frequency relationship which becomes the abnormality determination material in the abnormality detection / analysis process performed in the PC 50.

트리거(52)는, 센서 신호를 간이 해석하여, 센서 신호에 포함되는 정해진 특징을 추출함으로써, 초음파 센서(41)가 이상을 검출했는지 여부를 판단하는 하드웨어(H/W)이다. 한편, 트리거(52)는, H/W의 동작 조건을 변경, 설정하기 위한 소프트웨어 및 조건 입력 수단(예컨대, 조작 패널 등)을 구비하고 있다.The trigger 52 is hardware (H / W) that judges whether or not the ultrasonic sensor 41 has detected an abnormality by simply analyzing a sensor signal and extracting a predetermined feature included in the sensor signal. On the other hand, the trigger 52 is provided with software and condition input means (for example, an operation panel) for changing and setting the operating conditions of H / W.

트리거(52)는 예컨대, 10 kHz의 샘플링 주파수로 각각의 센서 신호를 샘플링하는 A/D 변환기로서의 기능을 구비하고 있다. 트리거(52)에서의 샘플링 주파수는 10 kHz?5 MHz의 범위에서 선택할 수 있다.The trigger 52 has a function as an A / D converter for sampling each sensor signal at a sampling frequency of 10 kHz, for example. The sampling frequency at the trigger 52 can be selected in the range of 10 kHz to 5 MHz.

트리거(52)는 신호 발생기로서의 기능을 구비하고 있으며, 플라즈마 처리 장치(2)에 이상이 발생하고 있지 않다고 판단될 때에는 그 취지를 나타내는 「0」의 신호를, 이상이 발생했다고 의심되는 정해진 특징을 발견한 경우에는 「1」의 신호(이하, 「트리거 신호」라고 함)를 일정한 주기로 발생시켜 OR 회로(53)에 출력한다. 예컨대, 트리거(52)는, 미리 설정된 임계치보다 큰 최대치를 보이는 피크가 검출된 경우에, 플라즈마 처리 장치(2)에 이상이 생겼다고 판단하여, 트리거 신호를 발생시킨다.The trigger 52 has a function as a signal generator, and when it is determined that no abnormality has occurred in the plasma processing apparatus 2, a signal of "0" indicating that the abnormality has a predetermined characteristic suspected of abnormality has occurred. If found, a signal of " 1 " For example, the trigger 52 determines that an abnormality has occurred in the plasma processing apparatus 2 when a peak showing a maximum value larger than a preset threshold is detected, and generates a trigger signal.

트리거(52)의 출력 라인은 센서 신호마다 설치되어 있더라도 좋고, 하나로 통합되어 있더라도 좋다. 여기서는 전자의 구성으로 되어 있는 것으로 한다. OR 회로(53)는, 4개의 초음파 센서(41)마다 설치된 트리거(52)의 출력 라인에 대응하는 4계통 입력 라인을 구비하고 있다.The output lines of the trigger 52 may be provided for each sensor signal or may be integrated into one. Here, the former configuration is assumed. The OR circuit 53 is provided with four system input lines corresponding to the output lines of the trigger 52 provided for every four ultrasonic sensors 41.

OR 회로(53)는 트리거(52)로부터 보내지고 있는 신호를 검사하여, 트리거 신호를 수신하면 이하에 설명하는 제1 또는 제2 트리거 신호 처리 방법에 의한 처리를 행하는 H/W이다.The OR circuit 53 is an H / W that inspects a signal sent from the trigger 52 and performs a process by the first or second trigger signal processing method described below when the trigger signal is received.

OR 회로(53)에 의한 제1 트리거 신호 처리 방법은, 트리거(52)로부터 트리거 신호를 수신하면, 어느 입력 라인으로부터의 트리거 신호인지를 불문하고, 모든 트리거 신호를 시계열에 따라서 실질적으로 지연 없이 PC(50)에 송신하는 방법이다. 이 제1 방법은, 초음파 센서(41)의 배치수가 적은(예컨대, 2개) 경우 등과 같이, 트리거 신호가 많이 발생하더라도, PC(50)에 있어서의 이상 검출/해석 처리의 부하의 증대가 한정적인 경우에 이용하는 것이 바람직하다.The first trigger signal processing method by the OR circuit 53, upon receiving the trigger signal from the trigger 52, irrespective of which input line the trigger signal is, all the trigger signals are delayed by the PC substantially without delay along the time series. It is a method of transmitting to (50). In the first method, even if a large number of trigger signals occur, such as a case where the number of ultrasonic sensors 41 is small (for example, two), the increase in the load of the abnormality detection / analysis processing in the PC 50 is limited. It is preferable to use in case of.

OR 회로(53)에 의한 제2 트리거 신호 처리 방법은, 4계통의 입력 라인의 어느 것을 통해서 수신했는지를 불문하고, 일정 기간 내에 발생한 트리거 신호를 하나의 트리거 신호로 통합하여 PC(50)에 대하여 출력하는 방법이다. The second trigger signal processing method by the OR circuit 53 integrates the trigger signal generated within a certain period into one trigger signal to the PC 50 regardless of which of the four input lines has been received. How to print

구체적으로, OR 회로(53)는, 트리거(52)로부터 최초의 트리거 신호를 수신하면, 그 수신 시각에서부터 일정 기간(이하, 「통합 기간」이라고 함) 내에 수신한 모든 트리거 신호를, 최초의 트리거 신호의 원인이 된 이상과 동일한 이상에 기인하는 것으로 간주하여, 이들 트리거 신호를 하나로 통합한 트리거 신호(이하, 「대표 트리거 신호」라고 함)를 발생시켜, 그 대표 트리거 신호를 PC(50)에 출력한다. 대표 트리거 신호가 PC(50)에 출력된 후에 최초로 수신하는 트리거 신호는 다음 통합 기간의 시작 기준이 된다.Specifically, when the OR circuit 53 receives the first trigger signal from the trigger 52, the first trigger signals all the trigger signals received within a predetermined period (hereinafter referred to as an "integrated period") from the reception time. It is assumed that the cause is the same as the abnormality that caused the signal, and a trigger signal (hereinafter referred to as the "representative trigger signal") in which these trigger signals are integrated is generated, and the representative trigger signal is transmitted to the PC 50. Output The trigger signal that is first received after the representative trigger signal is output to the PC 50 becomes the start reference of the next integration period.

제1, 제2 어느 쪽의 트리거 신호 처리 방법에서도, OR 회로(53)로부터 PC(50)에의 출력 라인은 1 라인이면 되기 때문에, OR 회로(53)는 1 라인의 출력 라인을 구비하고 있다. 한편, 트리거(52)와 OR 회로(53)를 하나의 H/W로서 구성하더라도 좋다.In either of the first and second trigger signal processing methods, since the output line from the OR circuit 53 to the PC 50 may be one line, the OR circuit 53 is provided with one line output line. In addition, you may comprise the trigger 52 and OR circuit 53 as one H / W.

PC(50)에서는, OR 회로(53)로부터 출력된 트리거 신호 또는 대표 트리거 신호와, 필터(51b)를 통과한 센서 신호에 기초하여, 플라즈마 처리 장치(2)에서 발생한 이상을 특정하기 위한 이상 검출/해석 처리를 행한다.The PC 50 detects an abnormality for specifying an abnormality generated in the plasma processing apparatus 2 based on a trigger signal or a representative trigger signal output from the OR circuit 53 and a sensor signal passed through the filter 51b. / Analysis process is performed.

이하, 이상 검출 시스템(100)에서는, OR 회로(53)는 전술한 제2 트리거 신호 처리 방법에 따라서 대표 트리거 신호를 출력하는 것으로 하여, PC(50)의 구성 및 데이터 처리 방법 등을 설명한다.Hereinafter, in the abnormality detection system 100, the OR circuit 53 outputs the representative trigger signal according to the above-mentioned 2nd trigger signal processing method, and demonstrates the structure of a PC 50, a data processing method, etc.

PC(50)는, CPU(59)와, 이상 검출/해석 처리를 하기 위해서 일시적으로 프로그램 데이터나 연산 대상으로 되어 있는 데이터를 기억하기 위한 RAM(58)과, 부팅 프로그램이나 OS(Operating System)용 프로그램 등을 기억하기 위한 ROM(57)과, 이상 검출/해석 처리에 이용되는 프로그램이나 데이터, 이상 해석 중에 얻어지는 중간 데이터나 해석 결과 등을 보존하기 위한 기억 장치인 HDD(hard disk drive)(61)를 구비하고 있다.The PC 50 includes a CPU 59, a RAM 58 for temporarily storing program data and data to be arithmetic in order to perform abnormality detection / analysis processing, a boot program or an operating system (OS). ROM 57 for storing a program and the like, and a hard disk drive (HDD) 61 which is a storage device for storing programs and data used for abnormality detection / analysis processing, intermediate data obtained during abnormality analysis, analysis results, and the like. Equipped with.

PC(50)는 이들 외에도, 예컨대, 키보드나 마우스 등의 입력 수단, 모니터로서의 LCD(Liquid Crystal Display), 그래픽 보드, CD-ROM이나 DVD-RAM 등의 기억 매체를 취급하는 드라이브, LAN이나 인터넷 등의 통신 회선에 접속하기 위한 인터페이스 등을 구비하고 있다.In addition to these, the PC 50 may include, for example, an input means such as a keyboard or a mouse, a liquid crystal display (LCD) as a monitor, a graphics board, a drive that handles a storage medium such as a CD-ROM or a DVD-RAM, a LAN or the Internet. And an interface for connecting to a communication line.

또한, PC(50)는 OR 회로(53)로부터 출력된 대표 트리거 신호를 수신하여, 대표 트리거 신호가 생성된 시각(이하, 「트리거 발생 시각」이라고 함)을 특정하는 트리거 발생 시각 카운터(54)와, 필터(51b)를 통과한 4계통의 센서 신호를 센서 신호마다 정해진 주파수로 디지털 샘플링하여, 디지털 데이터로서 보존하기 위한 데이터 로거 보드(Data Logger Board)(55)와, 고주파 전원(19, 21)의 모니터 신호를 정해진 주파수로 디지털 샘플링하여, 디지털 데이터로서 보존하기 위한 데이터 로거 보드(56)를 구비하고 있다.In addition, the PC 50 receives the representative trigger signal output from the OR circuit 53, and triggers a time counter 54 for specifying the time at which the representative trigger signal was generated (hereinafter referred to as "trigger generation time"). And a data logger board 55 for digitally sampling the four sensor signals passing through the filter 51b at a predetermined frequency for each sensor signal and storing them as digital data, and a high frequency power source 19, 21. And a data logger board 56 for digitally sampling the monitor signal at a predetermined frequency and storing it as digital data.

트리거 발생 시각 카운터(54) 및 데이터 로거 보드(55, 56)는 각각 예컨대 PC(50)의 PCI 버스 등에 장착되어, PC(50)에 인스톨된 드라이버에 의해 동작 제어가 이루어진다.The trigger occurrence time counter 54 and the data logger boards 55 and 56 are each mounted on, for example, a PCI bus of the PC 50, and operation control is performed by a driver installed in the PC 50.

트리거 발생 시각 카운터(54)는, 내부 클록을 구비하고 있으며, 예컨대, 대표 트리거 신호를 수신한 시간을 트리거 발생 시각으로서 인식한다. 전술한 바와 같이, 대표 트리거 신호는 그 대표 트리거 신호를 발생시키는 기준이 된 트리거(52)로부터의 최초의 트리거 신호의 발생 시각에서부터 통합 기간이 경과했을 때에 생성된다. 그 때문에, 플라즈마 처리 장치(2)에 실제로 이상이 발생한 시각과 트리거 발생 시각과의 사이에는 타임 러그가 생긴다. 그 때문에, 후술하는 바와 같이, PC(50)에서는 이 타임 러그를 고려한 이상 검출/해석 처리가 이루어진다. The trigger generation time counter 54 includes an internal clock, and recognizes, for example, the time at which the representative trigger signal is received as the trigger generation time. As described above, the representative trigger signal is generated when the integration period has elapsed from the time of generation of the first trigger signal from the trigger 52 serving as the reference for generating the representative trigger signal. Therefore, a time lug occurs between the time when abnormality actually occurred in the plasma processing apparatus 2, and a trigger generation time. Therefore, as will be described later, the PC 50 performs an abnormality detection / analysis process in consideration of this time lug.

데이터 로거 보드(55)는, A/D 변환기로서의 기능을 구비하고 있고, 필터(51b)를 통과한 센서 신호를, 예컨대, 1 MHz의 주파수로 고속 샘플링하여 디지털 데이터(이하, 「고속 샘플링 데이터」라고 함)로 변환하여, 기억한다. The data logger board 55 has a function as an A / D converter. The data logger board 55 performs high-speed sampling of a sensor signal passing through the filter 51b at a frequency of, for example, 1 MHz, for example, digital data (hereinafter referred to as "high speed sampling data"). To remember).

샘플링 주파수를 1 MHz로 하는 것은, 발생하고 나서 수 마이크로초로 종료되어 버리는 마이크로 아킹과 같은 이상 방전도 검출할 수 있게 하기 위해서이다. 한편, 데이터 로거 보드(55)에서의 샘플링 주파수는 500 kHz?5 MHz의 범위에서 선택할 수 있다.The sampling frequency is set to 1 MHz in order to detect abnormal discharge such as micro arcing, which occurs and ends in several microseconds. On the other hand, the sampling frequency in the data logger board 55 can be selected within the range of 500 kHz to 5 MHz.

데이터 로거 보드(55)도 또한 내부 클록을 구비하고 있으며, 고속 샘플링 데이터는, 이 내부 클록에 따른 시계열 데이터로서, 데이터 로거 보드(55)에 기억되어, 일정 주기로 HDD(61)로 이동, 보존된다. 이렇게 해서, 데이터 로거 보드(55)에 있어서의 축적 데이터의 오버플로우를 방지할 수 있다. The data logger board 55 also has an internal clock, and the high-speed sampling data is stored in the data logger board 55 as time series data corresponding to the internal clock, and moved and stored in the HDD 61 at regular intervals. . In this way, overflow of the accumulated data in the data logger board 55 can be prevented.

데이터 로거 보드(55)의 내부 클록과 트리거 발생 시각 카운터(54)의 내부 클록은 동기하고 있다. 고속 샘플링 데이터는 플라즈마 처리 장치(2)에 실제로 이상이 발생한 시각에 있어서 그 이상에 기인하는 특징을 보이지만, 플라즈마 처리 장치(2)에 실제로 이상이 발생한 시각과 트리거 발생 시각과의 사이에는, 전술한 바와 같이 타임 러그가 생긴다. PC(50)에서는, 후술하는 바와 같이, 이 타임 러그를 고려하여 고속 샘플링 데이터가 취급된다.The internal clock of the data logger board 55 and the internal clock of the trigger generation time counter 54 are synchronized. The high-speed sampling data exhibits characteristics due to the abnormality in the time when the abnormality actually occurs in the plasma processing apparatus 2, but the time between the time when the abnormality actually occurs in the plasma processing apparatus 2 and the trigger occurrence time is described above. As time lag occurs. In the PC 50, as described later, high-speed sampling data is handled in consideration of this time lug.

모니터 신호는, 데이터 로거 보드(56)에 있어서의 샘플링 주파수를, 예컨대 10 kHz로 하여 디지털 데이터(이하, 「저속 샘플링 데이터」라고 함)로 변환된다. The monitor signal is converted into digital data (hereinafter referred to as "low speed sampling data") with a sampling frequency of the data logger board 56 as 10 kHz, for example.

데이터 로거 보드(56)도, 트리거 발생 시각 카운터(54)의 내부 클록과 동기한 내부 클록을 구비하고 있으며, 저속 샘플링 데이터는 이 내부 클록에 따른 시계열 데이터로서, 데이터 로거 보드(56)에 기억되어, 일정 주기로 HDD(61)로 이동하여 보존된다. 이렇게 해서, 데이터 로거 보드(56)에서의 축적 데이터의 오버플로우를 방지할 수 있다.The data logger board 56 also has an internal clock synchronized with the internal clock of the trigger generation time counter 54. The low-speed sampling data is stored in the data logger board 56 as time series data corresponding to the internal clock. The data is stored in the HDD 61 at regular intervals. In this way, overflow of accumulated data in the data logger board 56 can be prevented.

이와 같이, 이상 검출 시스템(100)에서는, 플라즈마 처리 장치(2)에 있어서 발생한 이상을 특정하기 위한 상세한 데이터를 고속 샘플링 데이터로서 빠짐없이 취득한다. 그러나, 고속 샘플링 데이터의 데이터량은 방대하여, 고속 샘플링 데이터 모두를 해석하게 되면, 많은 처리 비용과 시간이 필요하게 된다. 또한, 플라즈마 처리 장치(2)에 실제로 이상이 발생한 시각과 트리거 발생 시각 사이의 타임 러그를 고려하여, 고속 샘플링 데이터에 나타나고 있는 이상을 보이는 특징을 확실하게 취출할 필요도 있다.Thus, in the abnormality detection system 100, detailed data for specifying the abnormality which occurred in the plasma processing apparatus 2 is acquired as a high speed sampling data. However, the data amount of the high speed sampling data is enormous, and analyzing all the high speed sampling data requires a lot of processing cost and time. In addition, in consideration of the time lug between the time at which the abnormality actually occurred and the trigger generation time, the plasma processing apparatus 2 also needs to reliably take out the characteristic showing the abnormality indicated in the high-speed sampling data.

그래서, PC(50)에서는, 개략적으로, 트리거 발생 시각 카운터(54)가 대표 트리거 신호를 수신하여 트리거 발생 시각을 결정하면, HDD(61)에 기억된 고속 샘플링 데이터 중 트리거 발생 시각의 전후 일정 기간(시간 폭)의 데이터가 4계통의 센서 신호마다 잘라내어져(이하, 이렇게 해서 잘라내어진 데이터를 「범위 한정 데이터」라고 함), 해석된다. 그 결과, 실제로 이상이 발생했는지 아닌지, 이상이 발생한 경우에는 구체적으로 어떠한 이상이 발생했는지 등이 판단된다. PC(50)는 이러한 일련의 처리를 행하기 위한 이상 검출/해석 프로그램을 실행한다.Therefore, in the PC 50, roughly, when the trigger generation time counter 54 receives the representative trigger signal and determines the trigger generation time, a predetermined period before and after the trigger generation time among the high-speed sampling data stored in the HDD 61 is determined. The data of the (time width) is cut out for each of the four sensor signals (hereinafter, the data cut out in this manner is referred to as "range-limited data") and analyzed. As a result, it is judged whether or not an abnormality actually occurred, and what abnormality specifically occurred when an abnormality occurred. The PC 50 executes the abnormality detection / analysis program for performing such a series of processes.

이와 같이, 이상 검출/해석 처리에 범위 한정 데이터를 이용함으로써, 데이터 처리량을 줄여 처리 비용을 낮게 억제하면서도, 고정밀도의 이상 검출을 효율적으로 행할 수 있게 되어, 실시간 이상 검출/해석 처리가 가능하게 된다. 또한, 트리거 발생 시각의 결정, 고속 샘플링 데이터의 수집, 이상 검출/해석 처리를 각각 다른 쓰레드로 실행하는 구성으로 되어 있기 때문에, 각 처리의 지연을 방지할 수 있다. PC(50)에 있어서의 이상 검출/해석 처리 방법의 세부 사항은 뒤에서 설명한다.In this way, by using the limited data for the abnormality detection / analysis processing, it is possible to efficiently perform high-accuracy abnormality detection while reducing the processing cost and reducing the processing cost, thereby enabling real-time abnormality detection / analysis processing. . In addition, since the determination of the trigger occurrence time, the collection of the high-speed sampling data, and the abnormality detection / analysis processing are executed in different threads, the delay of each processing can be prevented. Details of the abnormality detection / analysis processing method in the PC 50 will be described later.

이상 검출 시스템(100)은, 고속 샘플링 데이터의 해석에 의해서 플라즈마 처리 장치(2)의 운전에 지장이 있다고 생각되는 이상이 발생했다고 판단한 경우에는, 플라즈마 처리 장치(2)에 대하여 알람을 발보하게 하거나 다음 웨이퍼(W)의 처리 시작을 연기시키거나 하기 위한 제어 신호를 플라즈마 처리 장치(2)에 송신하는 구성으로 할 수 있다.When the abnormality detection system 100 determines that an abnormality that is considered to be an obstacle to the operation of the plasma processing apparatus 2 occurs by analyzing the high-speed sampling data, the abnormality detection system 100 causes an alarm to be issued to the plasma processing apparatus 2. The control signal for postponing the start of processing of the next wafer W can be transmitted to the plasma processing apparatus 2.

PC(50)에는, 이상 검출/해석 처리에 이용된 각종 데이터나 이상 검출/해석 처리 결과, 나아가서는 이상 검출/해석 처리 결과의 관련 정보가 보존된 지식 DB(Knowledge DataBase)(63)가 접속되어 있다.The PC 50 is connected to a knowledge DB (Knowledge DataBase) 63 in which various data used for the abnormality detection / analysis processing and the related information of the abnormality detection / analysis processing result and furthermore the related information of the abnormality detection / analysis processing result are stored. have.

HDD(61)에 기억된 고속 샘플링 데이터 중, 범위 한정 데이터 이외의 데이터는 기본적으로 불필요하기 때문에, 범위 한정 데이터가 확정된 후에 HDD(61)로부터 삭제되어, 범위 한정 데이터는, 적절하게, HDD(61)에서 지식 DB(63)로 이동하여 보존된다.Among the high-speed sampling data stored in the HDD 61, data other than the range-limiting data is basically unnecessary. Therefore, after the range-limiting data is determined, the data is deleted from the HDD 61, and the range-limiting data is appropriately determined by the HDD ( 61, it is moved to knowledge DB 63 and preserved.

지식 DB(63)에서는, 이상 검출/해석 처리의 결과나 웨이퍼(W)의 처리에 이용된 프로세스 조건(레시피 데이터)이, 범위 한정 데이터에 링크되어 보존된다. 지식 DB(63)에는, 플라즈마 처리 장치(2)에서 발생한 이상의 종별, 원인, 대처법 등을, 이상 검출/해석 처리의 결과에 링크시켜 보존할 수 있다.In the knowledge DB 63, the result of the abnormality detection / analysis process and the process conditions (recipe data) used for the processing of the wafer W are linked to and stored in the limited data. In the knowledge DB 63, the type, cause, countermeasure, etc. of the abnormality generated in the plasma processing apparatus 2 can be stored by linking the result of the abnormality detection / analysis process.

지식 DB(63)에 보존된 각종 데이터는, 그 이후의 이상 검출/해석 처리에 이용되는 여러 가지 파라미터(예컨대, 후술하는 정상 모델이나 이상 패턴 인증용 모델의 정의, 각종 임계치의 정의 등)의 설정에 도움이 된다.The various data stored in the knowledge DB 63 are used to set various parameters (for example, the definition of a normal model, a model for abnormal pattern authentication, a definition of various threshold values, etc.) to be used for subsequent abnormality detection / analysis processing. It helps.

한편, 플라즈마 처리 장치(2)와 동일한 형태이며 다른 곳에 배치된 플라즈마 처리 장치에 부수되는 이상 검출 시스템을, 통신 회선을 이용하여 지식 DB(63)에 액세스할 수 있는 구성으로 하는 것도 바람직하다. 이에 따라, 다른 곳에 배치된 플라즈마 처리 장치에서 발생한 이상에 관한 정보를 지식 DB(63)에 축적하여, 플라즈마 처리 장치(2)의 이상 검출/해석 처리에 도움을 줄 수 있다. 또한, 다른 곳에 배치된 플라즈마 처리 장치에 부수되는 이상 검출 시스템은, 지식 DB(63)로부터 필요한 정보를 인출함으로써, 그 플라즈마 처리 장치에 발생한 이상에 용이하게 대처할 수 있다.On the other hand, it is also preferable that the abnormality detection system which is the same form as the plasma processing apparatus 2 and accompanies the plasma processing apparatus arrange | positioned elsewhere can be made into the structure which can access the knowledge DB 63 using a communication line. As a result, information about an abnormality occurring in the plasma processing apparatus disposed elsewhere can be accumulated in the knowledge DB 63 to assist in the abnormality detection / analysis processing of the plasma processing apparatus 2. In addition, the abnormality detection system accompanying the plasma processing apparatus arrange | positioned elsewhere can easily cope with the abnormality which generate | occur | produced in the plasma processing apparatus by extracting necessary information from the knowledge DB 63. FIG.

이어서, 이상 검출 시스템(100)에 의한 이상 검출/해석 처리 방법에 관해서 설명한다. 맨 처음에 이상 검출/해석 처리 방법의 개략을 설명하고, 그 후에 이상 검출/해석 처리 중에서 키가 되는 처리에 관해서 상세히 설명한다.Next, the abnormality detection / analysis processing method by the abnormality detection system 100 is demonstrated. First, the outline of the abnormality detection / analysis processing method will be described, and then, the key processing among the abnormality detection / analysis processing will be described in detail.

도 4는 이상 검출 시스템(100)의 운용 형태의 개요를 도시하는 흐름도이다.4 is a flowchart showing an outline of an operation of the abnormality detection system 100.

플라즈마 처리 장치(2)의 신규 시작 또는 메인터넌스 직후의 시작과 동시에, 이상 검출 시스템(100)이 시작된다. 이 때, 플라즈마 처리 장치(2)의 장치 컨디션이 불분명하거나 변화되고 있거나 하는 경우가 있기 때문에, 맨 처음에 파일럿 런(Pilot Run : 시험 양산)에 의해 초음파 센서(41) 및 고주파 전원(19, 21)의 모니터 센서의 노이즈 레벨 인식이 이루어진다(단계 S1).At the same time as the start of the new plasma processing device 2 or immediately after maintenance, the abnormality detection system 100 starts. At this time, since the apparatus condition of the plasma processing apparatus 2 may be unclear or changed, the ultrasonic sensor 41 and the high frequency power sources 19 and 21 are first performed by a pilot run (test production). Noise level recognition by the monitor sensor (step S1).

단계 S1에 있어서 측정되는 노이즈 레벨을 정상 모델과 비교하여, 허용 범위 내에 있다면, 정상 모델의 S/N비 등을 파일럿 런의 측정 결과에 기초하여 튜닝하여, 정상 모델을 정의한다(단계 S2). 한편, 정상 모델은, 플라즈마 처리 장치(2)가 아이들 상태, 플라즈마 발생중, 그 이외(예컨대, 웨이퍼 반송중) 등의 정의가 끝난 구간에서의 각 초음파 센서(41)로부터의 시계열 데이터에, 정해진 필터 처리 등을 행한 후의 통계치, 예를 들면 최대, 최소, 평균, 분산 등의 파라미터에 의해서 정의되는 파형이다.If the noise level measured in step S1 is compared with the normal model and is within the allowable range, the S / N ratio and the like of the normal model are tuned based on the measurement result of the pilot run to define the normal model (step S2). On the other hand, the normal model is defined in time series data from each ultrasonic sensor 41 in a defined section such that the plasma processing apparatus 2 is in an idle state, during plasma generation, or other (for example, during wafer transfer). It is a waveform defined by the statistical value after performing a filter process etc., for example, parameters, such as a maximum, minimum, average, and variance.

한편, 도 4에 도시하지 않지만, 단계 S1에 있어서 측정되는 노이즈 레벨이 어떠한 장치 이상을 보인 경우나 종전의 정상 모델과의 차가 큰 경우에는, 알람이 발보되거나 하여 플라즈마 처리 장치(2)는 로크되고, 오퍼레이터나 관리자에 의한 점검 대상이 된다.On the other hand, although not shown in Fig. 4, when the noise level measured in step S1 shows any device abnormality or the difference with the previous normal model is large, an alarm is triggered and the plasma processing apparatus 2 is locked. This can be checked by the operator or administrator.

단계 S2에서 정상 모델이 정의된 후에, 파형 인식용의 임계치의 튜닝이 이루어진다(단계 S3). 예컨대, 트리거(52)에 있어서 트리거 신호를 발생시키기 위한 임계치나, 후술하는 다운 샘플링 데이터가 나타내는 파형에 있어서의 피크 판단이나 특징량 추출을 위한 임계치가 정해진다.After the normal model is defined in step S2, tuning of the threshold for waveform recognition is performed (step S3). For example, the threshold value for generating a trigger signal in the trigger 52, and the threshold value for peak determination and feature amount extraction in a waveform represented by down-sampling data described later are determined.

계속해서, HDD(61)(또는 지식 DB(63))에 보존되어 있는 이상 패턴 인식용 모델의 업로드가 이루어진다(단계 S4). 이상 패턴 인식용 모델은 파형을 나타내는 여러 가지의 특징량이며, PC(50)에 있어서 범위 한정 데이터(고속 샘플링 데이터)에 기초한 파형과의 패턴 인식에 이용되어, 예컨대 RAM(58)에 저장된다.Subsequently, the abnormal pattern recognition model stored in the HDD 61 (or the knowledge DB 63) is uploaded (step S4). The abnormal pattern recognition model is various feature quantities representing waveforms, and is used for pattern recognition with waveforms based on range-limited data (high-speed sampling data) in the PC 50 and stored in, for example, the RAM 58.

한편, 단계 S4에서는, 원인이 판명되어 있는 이상마다 1 또는 복수의 이상 패턴 인식용 모델을 업로드할 수 있고, 또한, 과거에 검출된 이상으로서 원인이 불명한 파형을 나타내는 이상 패턴 인식용 모델도 업로드할 수 있다.On the other hand, in step S4, one or a plurality of abnormal pattern recognition models can be uploaded for each abnormality whose cause is found, and also an abnormal pattern recognition model which shows a waveform whose cause is unknown as an abnormality detected in the past is uploaded. can do.

이어서, 이상 패턴 인식용 모델의 시뮬레이트에 의한 인식률 확인과 평가가 이루어진다(단계 S5). 단계 S5는, 파일럿 런에서 얻어진 고속 샘플링 데이터와 저속 샘플링 데이터를 이용하여 실행할 수 있는데, 새롭게 파일럿 런을 행함으로써 실행하더라도 좋다. 단계 S5에 있어서 일정한 인식률(예컨대, 90%)이 얻어진 경우에, 신규 시작 및 메인터넌스 직후의 시작에 대한 처리가 종료되어, 플라즈마 처리 장치(2) 및 이상 검출 시스템(100)의 통상 운용이 가능하게 된다(단계 S6).Next, the recognition rate is confirmed and evaluated by simulating the abnormal pattern recognition model (step S5). Step S5 can be executed using the high speed sampling data and the low speed sampling data obtained in the pilot run, but may be executed by newly performing a pilot run. When a constant recognition rate (for example, 90%) is obtained in step S5, the processing for the new start and the start immediately after maintenance is terminated, so that normal operation of the plasma processing apparatus 2 and the abnormality detection system 100 can be performed. (Step S6).

한편, 도 4에는 명시하지 않지만, 단계 S5에 있어서 일정한 인식률을 얻지 못하는 경우에는, 일정한 인식률을 얻을 수 있을 때까지 단계 S2?S4가 반복해서 행해진다.On the other hand, although not specified in Fig. 4, if a constant recognition rate is not obtained in step S5, steps S2 to S4 are repeatedly performed until a constant recognition rate can be obtained.

계속해서, 플라즈마 처리 장치(2)가 가동되는 경우에는, 단계 S5까지 설정된 조건으로, 이상 검출 시스템(100)에 의한 플라즈마 처리 장치(2)의 감시가 이루어진다(운용 계속시 처리 시작). 이상 검출 시스템(100)은, 플라즈마 처리 장치(2)의 가동 중에 이상을 검출하면(트리거(52)가 트리거 신호를 발생시키면), 그 이상을 특정하기 위한 이상 검출/해석 처리를 실행한다(단계 S7).Subsequently, when the plasma processing apparatus 2 is operated, the abnormality detection system 100 monitors the plasma processing apparatus 2 under the conditions set up to step S5 (processing starts at the time of operation continuation). If the abnormality detection system 100 detects an abnormality during the operation of the plasma processing apparatus 2 (if the trigger 52 generates a trigger signal), the abnormality detection / analysis process for specifying the abnormality is executed (step). S7).

단계 S7의 이상 검출/해석 처리에서 얻어지는 결과에 대하여, 이상 판정이 정확하게 이루어지고 있는지 여부가 판단된다(단계 S8). 예컨대, 이상 패턴 인식용 모델과의 패턴 인식의 인식률이 낮은 경우는, 「이상 판정에 문제 있음(단계 S8에서 "NO")」으로 하여, 각종 파라미터의 재설정이 이루어진다(단계 S10).With respect to the result obtained in the abnormality detection / analysis process of step S7, it is judged whether abnormality determination is made correctly (step S8). For example, when the recognition rate of pattern recognition with the abnormal pattern recognition model is low, it is set as "the problem is abnormal in determination" (NO at step S8), and reset of various parameters is performed (step S10).

단계 S10에서는, 예컨대, 임계치의 튜닝, 파형 특징량의 추가, 이상 패턴 인식용 모델의 추가 등이 행해지고, 계속해서, 정상 모델의 재정의와 인식률 확인 및 평가가 행해진다(단계 S11). 단계 S11에 있어서, 일정한 인식률이 얻어진 경우에는, 단계 S7(이상 검출/해석 처리)로 되돌아간다.In step S10, for example, tuning of a threshold value, addition of a waveform feature amount, addition of a model for abnormal pattern recognition, and the like are performed. Subsequently, redefinition of the normal model, confirmation and evaluation of the recognition rate are performed (step S11). In step S11, when a constant recognition rate is obtained, the process returns to step S7 (abnormal detection / analysis processing).

도 4에는 명시하지 않지만, 단계 S11에 있어서 일정한 인식률을 얻지 못하는 경우에는, 단계 S10?S11이 일정한 인식률을 얻을 수 있을 때까지 반복하여 행해진다.Although not shown in Fig. 4, if a constant recognition rate is not obtained in step S11, the process is repeated until steps S10 to S11 can obtain a constant recognition rate.

단계 S8에 있어서 「이상 판정에 문제 없음(단계 S8에서 "YES")」이라고 판단된 경우에, 이상 검출 시스템(100)은 계속 운용되어(단계 S9), 플라즈마 처리 장치(2)의 감시가 플라즈마 처리 장치(2)의 운전 정지까지 이루어진다(운용 계속시 처리 종료).If it is determined in step S8 that there is no problem in the abnormality determination ("YES" in step S8), the abnormality detection system 100 continues to operate (step S9), so that the monitoring of the plasma processing apparatus 2 is performed by plasma. It is made until the operation stop of the processing apparatus 2 (end of processing at the time of continuous operation).

이어서, 단계 S7(이상 검출/해석 처리)의 상세한 순서에 관해서 설명한다.Next, the detailed procedure of step S7 (abnormal detection / analysis processing) will be described.

도 5는 이상 검출/해석 처리 방법의 개략 순서를 도시하는 흐름도이다.5 is a flowchart showing a schematic procedure of an abnormality detection / analysis processing method.

맨 처음에, 웨이퍼(W)의 프로세스 조건(레시피 데이터)의 정보 취득이 이루어진다(단계 S21). 예컨대, 플라즈마 발생 중에 생기는 이상만을 검출하고 싶은 경우에는, 프로세스 조건을 취득함으로써, 플라즈마의 발생 시작에서부터 종료에 이르는 기간만, 고속 샘플링 데이터 및 저속 샘플링 데이터를 취득하도록 할 수 있다.Initially, information acquisition of the process conditions (recipe data) of the wafer W is performed (step S21). For example, when it is desired to detect only an abnormality occurring during plasma generation, by obtaining the process conditions, it is possible to acquire the high speed sampling data and the low speed sampling data only for the period from the start of generation of plasma to the end.

초음파 센서(41)로부터의 센서 신호의 수신이 시작되면, 센서 신호는 분배기(65)에 의해 2계통의 동일한 신호로 분배되어, 한 쪽은 필터(51a)에 의해서 주파수 대역이 좁혀진 후에 트리거(52)에 입력되고, 다른 쪽은 필터(51b)에 의해서 주파수 대역이 좁혀진 후에, PC(50)(데이터 로거 보드(55))에 입력된다(단계 S22).When reception of the sensor signal from the ultrasonic sensor 41 is started, the sensor signal is distributed by the splitter 65 into two identical signals, one of which is triggered after the frequency band is narrowed by the filter 51a. ) Is input to the PC 50 (data logger board 55) after the frequency band is narrowed by the filter 51b (step S22).

트리거(52)는, 수신한 센서 신호에 정해진 임계치 이상의 최대치를 갖는 피크가 있음을 검출하면, 트리거 신호를 발생시켜 OR 회로(53)에 출력한다. OR 회로(53)는, 트리거 신호를 수신하면, 전술한 제2 트리거 신호 처리 방법에 따라서, 대표 트리거 신호를 생성하여, PC(50)에 대하여 출력한다(단계 S23).When the trigger 52 detects that the received sensor signal has a peak having a maximum value equal to or greater than a predetermined threshold, the trigger 52 generates a trigger signal and outputs the trigger signal to the OR circuit 53. Upon receiving the trigger signal, the OR circuit 53 generates a representative trigger signal in accordance with the second trigger signal processing method described above and outputs the representative trigger signal to the PC 50 (step S23).

단계 S22 이후에 직접적으로 PC(50)에 입력된 센서 신호는, 데이터 로거 보드(55)에 의해서 고속 샘플링 데이터로 변환되어, 일시 기억되고, 일정 주기로 HDD(61)로 이행, 보존된다. 트리거 발생 시각 카운터(54)가 OR 회로(53)로부터 대표 트리거 신호를 수신하면, 트리거 발생 시각이 결정되어, 고속 샘플링 데이터로부터 범위 한정 데이터가 잘라내어지고(단계 S24), 범위 한정 데이터 이외의 불필요 데이터는 삭제된다.The sensor signal directly input to the PC 50 after step S22 is converted into high-speed sampling data by the data logger board 55, temporarily stored, and transferred and stored in the HDD 61 at regular intervals. When the trigger generation time counter 54 receives the representative trigger signal from the OR circuit 53, the trigger generation time is determined, and the limited data is cut out from the high speed sampling data (step S24), and the unnecessary data other than the limited data. Is deleted.

단계 S24에 있어서 잘라내어지는 범위 한정 데이터의 기간은, 플라즈마 처리 장치(2)에 발생한 이상에 기인하는 AE가, 발생 후에는 일정 기간에 감쇠하는 것과, 발생 후에 신속하게 트리거 신호를 생성시키는 것을 고려하면, 트리거 발생 시각의 시간 앞쪽에서는 통합 기간을 고려하여 짧게 설정하고, 트리거 발생 시각의 시간 뒤쪽에서는 피크 파형이 도중에 끊어지지 않도록 길게 설정하는 것이 바람직하다.In the period of the range-limited data cut out in step S24, considering that the AE caused by the abnormality generated in the plasma processing apparatus 2 is attenuated for a certain period after generation, and that the trigger signal is generated quickly after generation, For example, it is preferable to set a short time before the time of the trigger generation time in consideration of the integration period, and set a long time so that the peak waveform does not break in the middle of the time after the trigger time.

계속해서, 범위 한정 데이터의 파형 해석을 실행한다(단계 S25). 파형 해석 방법의 세부사항은 뒤에서 설명한다. 단계 S25의 처리는, OR 회로(53)에서 발생시킨 모든 대표 트리거 신호에 대하여 잘라내어진 범위 한정 데이터에 대해서 행할 필요가 있기 때문에, 수신한 대표 트리거 신호수만큼의 처리가 실행되었는지 여부가 판단된다(단계 S26).Subsequently, waveform analysis of the limited data is performed (step S25). Details of the waveform analysis method are described later. Since the process of step S25 needs to be performed on the range-limited data cut out for all the representative trigger signals generated by the OR circuit 53, it is determined whether or not the number of received representative trigger signals has been processed (step S26).

수신한 대표 트리거 신호수만큼의 처리가 종료되면(단계 S26에서 "YES"), 이상 패턴 판정이 행해진다(단계 S27). 이 때, 1개의 초음파 센서(41)의 센서 신호로부터만으로는 특정이 곤란한 이상이라도, 4개의 초음파 센서(41)로부터 얻어진 각 센서 신호를 비교함으로써, 이상 원인을 특정할 수 있을 확률을 크게 높일 수 있다.When the processing by the number of received representative trigger signals is completed (YES in step S26), abnormal pattern determination is performed (step S27). At this time, even if abnormality is difficult to be identified only by the sensor signals of one ultrasonic sensor 41, by comparing the respective sensor signals obtained from the four ultrasonic sensors 41, the probability of identifying the cause of the abnormality can be greatly increased. .

한편, 수신한 대표 트리거 신호수만큼의 처리가 종료될 때까지(단계 S26에서 "NO"), 단계 S24, S25의 처리가 반복된다.On the other hand, the processes of steps S24 and S25 are repeated until the processing for the number of received representative trigger signals ends (NO in step S26).

단계 S27의 판정 결과에 기초하여, 이상이 실제로 발생했는지 여부가 판단된다(단계 S28). 이상의 발생이 확인된 경우(단계 S28에서 "YES"), PC(50)는 플라즈마 처리 장치(2)에 대하여, 알람 발보나 다음 프로세스 정지 등을 실행하기 위한 신호를 송신하고(단계 S29), 이상 검출/해석 처리를 종료한다.Based on the determination result of step S27, it is determined whether an abnormality actually occurred (step S28). When the occurrence of the abnormality is confirmed ("YES" in step S28), the PC 50 transmits a signal to the plasma processing apparatus 2 to execute an alarm alarm or the next process stop (step S29). The detection / analysis process ends.

한편, 이상의 발생이 확인되지 않은 경우 및 이상의 발생은 인정되었지만 알람 발보나 다음 프로세스 정지 등의 조치를 취할 필요는 없다고 판단된 경우(단계 S28에서 "NO"), 이상 검출/해석 처리를 종료한다. 한편, 이상 검출/해석 처리를 종료함에 있어서, 단계 S24, S25, S27에서 얻어진 각종 데이터는 지식 DB(63)에 보존된다.On the other hand, when an abnormal occurrence is not confirmed and when an abnormal occurrence is acknowledged but it is determined that no action such as alarm alarm or next process stop is necessary (NO in step S28), the abnormality detection / analysis process is terminated. On the other hand, at the end of the abnormality detection / analysis process, various data obtained in steps S24, S25, and S27 are stored in the knowledge DB 63.

전술한 단계 S23, S24, S25 및 S27에 관해서 이하에 더욱 상세히 설명한다.The above-described steps S23, S24, S25 and S27 will be described in more detail below.

도 6은 단계 S23(트리거 출력)의 상세한 순서를 도시하는 흐름도이다.6 is a flowchart showing the detailed procedure of step S23 (trigger output).

필터(51a)를 통과한 센서 신호는 트리거(52)에 입력되어, 간단한 전(前)처리(여기서는, 10 kHz에서의 디지털 샘플링 처리)가 행해진다(단계 S31).The sensor signal passing through the filter 51a is input to the trigger 52, and a simple preprocess (here, digital sampling process at 10 kHz) is performed (step S31).

단계 S31에서 얻어진 샘플링 데이터에 기초하여, 센서 신호에 최대치가 임계치 이상으로 되고 있는 피크가 존재하는지 여부가 판단된다(단계 S32). 최대치가 임계치 이상인 피크가 존재하는 경우에는(단계 S32에서 "YES"), 더욱 그 피크를 노이즈 등의 피크와 구별하기 위해서, 피크가 일정 기간 이상 계속되는지 여부, 즉, 피크에 일정 기간 이상의 시간 폭이 있는지 여부가 판단된다(단계 S33).Based on the sampling data obtained in step S31, it is determined whether or not there is a peak in the sensor signal at which the maximum value is greater than or equal to the threshold (step S32). If there is a peak whose maximum value is greater than or equal to the threshold (" YES " in step S32), in order to further distinguish the peak from a peak such as noise, whether the peak continues for a certain period of time, i.e., a time width of a certain period or more in the peak It is judged whether or not there is (step S33).

피크가 일정 기간 이상 계속되는 경우에는(단계 S33에서 "YES"), 트리거(52)가 트리거 신호를 발생시켜, OR 회로(53)에 출력한다(단계 S34). OR 회로(53)에서는, 맨 처음의 트리거 신호에서부터 통합 기간이 경과했는지 여부가 판단되어(단계 S35), 통합 기간의 경과를 기다린다(단계 S35에서 "NO").If the peak continues for a certain period or more (" YES " in step S33), the trigger 52 generates a trigger signal and outputs it to the OR circuit 53 (step S34). In the OR circuit 53, it is determined whether the integration period has elapsed from the first trigger signal (step S35), and waits for the completion of the integration period ("NO" in step S35).

단계 S35에서 통합 기간이 경과하면(단계 S35에서 "YES"), OR 회로(53)는, 통합 기간 내에 수신한 트리거 신호를 결합시켜 대표 트리거 신호를 발생시켜(단계 S36), PC(50)에 출력한다(단계 S37).When the integration period has elapsed in step S35 ("YES" in step S35), the OR circuit 53 combines the trigger signals received within the integration period to generate a representative trigger signal (step S36), so that the PC 50 Output (step S37).

단계 S37에서 대표 트리거 신호를 출력한 후에 맨 처음에 수신한 트리거 신호가, 다음 대표 트리거 신호를 생성시키는 기준의 트리거 신호로 된다. 단계 S32, S33의 판단이 "NO"인 경우, 계속해서 감시가 이루어지고(단계 S38), 단계 S37, S38의 종료에 의해 단계 S23의 처리는 종료된다.After outputting the representative trigger signal in step S37, the first trigger signal received becomes a reference trigger signal for generating the next representative trigger signal. If the judgment of steps S32 and S33 is "NO", monitoring continues (step S38), and the process of step S23 ends by the completion of steps S37 and S38.

도 7은 단계 S24(파형 잘라내기/보존)의 상세한 순서를 도시하는 흐름도이다.7 is a flowchart showing the detailed procedure of step S24 (waveform cut / preserve).

PC(50)에 장비(裝備)된 트리거 발생 시각 카운터(54)는, 대표 트리거 신호를 수신하면(단계 S41), 트리거 발생 시각을 결정한다(단계 S42). 단계 S42에 있어서 트리거 발생 시각이 결정되면, 트리거 발생 시각에 미리 정해진 기간을 적용함으로써, 고속 샘플링 데이터 및 저속 샘플링 데이터에 대한 트리거 발생 시각 주변 데이터의 잘라내기(범위 한정 데이터의 작성)가 행해진다(단계 S43). 한편, 「미리 정해진 기간」은, 대표 트리거 신호의 생성에 필요하게 되는 통합 기간을 고려하여 결정된다.When the trigger generation time counter 54 equipped with the PC 50 receives the representative trigger signal (step S41), it determines the trigger generation time (step S42). When the trigger generation time is determined in step S42, by applying a predetermined period to the trigger generation time, the data surrounding the trigger generation time for the high speed sampling data and the low speed sampling data (creation of the range-limited data) is performed ( Step S43). On the other hand, the "predetermined period" is determined in consideration of the integration period required for generation of the representative trigger signal.

단계 S43에 있어서 잘라내어진 범위 한정 데이터는 HDD(61)에 보존되고(단계 S44), 불필요하게 된 고속 샘플링 데이터 및 저속 샘플링 데이터는 HDD(61)로부터 소거된다.The range limiting data cut out in step S43 is stored in the HDD 61 (step S44), and the unnecessary high speed sampling data and the low speed sampling data are erased from the HDD 61.

계속해서, 범위 한정 데이터의 해석(파형 해석 : 단계 S25)이 행해지고, 단계 S25의 과정에서 얻어진 시계열 데이터는 HDD(61)에 보존되고(단계 S45), 적절하게, 지식 DB(63)로 이행, 보존된다. 또한, HDD(61)에는, 단계 S25에서 얻어진 해석 결과(이상을 나타내는 피크의 특징량)가 보존되고(단계 S46), 파형 잘라내기/보존 처리는 종료된다.Subsequently, analysis of the limited data (waveform analysis: step S25) is performed, the time series data obtained in the step S25 is stored in the HDD 61 (step S45), and appropriately transferred to the knowledge DB 63, Are preserved. In addition, the HDD 61 stores the analysis result (the characteristic amount of the peak indicating abnormality) obtained in step S25 (step S46), and the waveform cutting / saving process is completed.

도 8은 단계 S25(파형 해석)의 상세한 순서를 도시하는 흐름도이다.8 is a flowchart showing the detailed procedure of step S25 (waveform analysis).

하나의 대표 트리거 신호에 대하여 4개의 범위 한정 데이터가 존재한다. 그래서, 범위 한정 데이터마다, 피크치(최대 진폭)가 정해진 임계치 이상인지 여부(임계치 이상의 피크치를 갖는 피크가 있는지 여부)가 판단된다(단계 S51). 피크치가 임계치 미만인 경우(단계 S51에서 "NO"), 의미 있는 파형이 아니라고 판정되고(단계 S55), 그 범위 한정 데이터에 관한 파형 해석 처리를 종료한다.There are four range limitation data for one representative trigger signal. Therefore, for each of the range-limited data, it is judged whether or not the peak value (maximum amplitude) is equal to or greater than the predetermined threshold value (whether there is a peak having a peak value equal to or greater than the threshold value) (step S51). If the peak value is less than the threshold ("NO" in step S51), it is determined that it is not a meaningful waveform (step S55), and the waveform analysis process regarding the range limitation data is completed.

피크치가 임계치 이상인 경우(단계 S51에서 "YES"), 대표치 추출(다운 샘플링)이 행해진다(단계 S52). 초음파 센서(41)가 발생하는 센서 신호는, 전압치가 플러스의 값과 마이너스의 값 사이에서 변화되는 진동 파형을 보이기 때문에, 예컨대, 대표치로서 최대 진폭(절대치)을 채용할 수 있다. 이 경우, 단계 S52에서는, 마이너스의 값을 플러스의 값으로 변환하여 원래 있는 플러스의 값과 겹쳐지고, 이렇게 해서 얻어지는 파형의 최대 진폭치를 잇는 파형의 데이터를, 샘플링 주파수를 예컨대 10 kHz로 한 다운 샘플링 데이터로 가공한다.If the peak value is equal to or greater than the threshold value (YES in step S51), representative value extraction (down sampling) is performed (step S52). Since the sensor signal generated by the ultrasonic sensor 41 exhibits a vibration waveform in which the voltage value changes between a positive value and a negative value, for example, the maximum amplitude (absolute value) can be employed as the representative value. In this case, in step S52, down sampling is performed by converting the negative value into a positive value, superimposing the original plus value, and connecting the maximum amplitude value of the waveform thus obtained with a sampling frequency of 10 kHz, for example. Process into data.

한편, 단계 S52에서 채용할 수 있는 대표치로서는, 최대 진폭 이외에, 최소 진폭, 평균 진폭 등을 들 수 있으며, 검출 대상 신호의 특성에 의해서 선정되어야 한다. 단계 S52에 있어서 데이터수를 감소시킴으로써, 이후의 단계 S53?58에 있어서의 데이터 처리 부하를 경감시켜, 데이터 처리 시간을 단축시킬 수 있다.On the other hand, the representative values that can be adopted in step S52 include, in addition to the maximum amplitude, the minimum amplitude, the average amplitude, and the like, and should be selected according to the characteristics of the detection target signal. By reducing the number of data in step S52, the data processing load in subsequent steps S53 to 58 can be reduced, and the data processing time can be shortened.

이어서, 얻어진 다운 샘플링 데이터의 파형에 기초하여, 피크가 일정 기간 이상 계속되고 있는지 여부가 판단된다(단계 S53). 예컨대, 일정 기간 이상의 시간 폭에 걸쳐 파형의 높이가 최대 진폭의 15% 이상의 높이로 유지되는지 여부가 판단된다.Next, based on the obtained waveform of the down sampling data, it is judged whether or not the peak continues for a predetermined period or more (step S53). For example, it is determined whether the height of the waveform is maintained at a height of 15% or more of the maximum amplitude over a period of time or more.

피크가 일정 기간 이상 계속되지 않는 경우(단계 S53에 있어서 "NO"), 의미 있는 파형이 아니라고 판단되어(단계 S55), 그 다운 샘플링 데이터 및 그 원인이 되고 있는 범위 한정 데이터에 관한 파형 해석 처리는 종료한다.If the peak does not continue for a certain period or longer ("NO" in step S53), it is determined that the waveform is not meaningful (step S55), and the waveform analysis process for the down-sampling data and the range-limited data that is causing it is performed. Quit.

피크가 일정 기간 이상 계속되고 있는 경우(단계 S53에 있어서 "YES"), 의미 있는 파형이 있다고 판단하여(단계 S54), 그 파형의 시각(파형을 특정하기 위한 시각)이 추정된다(단계 S56). 이 시각 추정 방법으로서는, 데이터 처리 시간이 짧은 순으로, 에너지 감시, 상호 상관치 감시, 국소 정상 AR 모델 등을 들 수 있다. 에너지 감시 방법을 이용한 경우, 최대 진폭을 보이는 시각을 파형의 시각으로 할 수 있다.If the peak continues for a certain period or more ("YES" in step S53), it is determined that there is a meaningful waveform (step S54), and the time (time for specifying the waveform) of the waveform is estimated (step S56). . As this time estimation method, energy monitoring, cross-correlation value monitoring, local normal AR model, etc. are mentioned in order of data processing time being short. When the energy monitoring method is used, the time showing the maximum amplitude can be the time of the waveform.

그 후, 다운 샘플링 데이터로부터 파형 특징량이 추출된다(단계 S57). 파형 특징량으로서는, 최대 에너지(최대 진폭의 시간 적분치), 최대 에너지를 보이는 시각, 최대 에너지 도달 시각(최대 에너지를 보이는 시간 앞 방향으로 카운트하여, 최대 에너지의 예컨대 25%를 밑도는 최초의 시각), 최대 에너지 소멸 시각(최대 에너지를 보이는 시각에서 시간 뒷 방향으로 진행하여 카운트하여, 최대 에너지의 예컨대 25%를 밑도는 최초의 시각), 단속파/연속파(정해진 기간 동안에 최대 에너지의 예컨대 25%를 밑도는 일이 없는 경우는 연속파, 밑도는 일이 있는 경우는 단속파) 등을 들 수 있다.Thereafter, the waveform feature amount is extracted from the down sampling data (step S57). As the waveform characteristic quantity, the maximum energy (time integration value of the maximum amplitude), the time of showing the maximum energy, and the time of reaching the maximum energy (the first time of counting forward of the time of showing the maximum energy, for example, below 25% of the maximum energy) , The maximum energy dissipation time (counting backwards from the time at which the maximum energy is shown, the first time below the 25% of the maximum energy), the intermittent / continuous wave (less than 25% of the maximum energy for a given period of time) Continuous waves when there is no work, and intermittent waves when there is a step).

단계 S56에서 구한 파형의 추정 시각과, 단계 S57에서 구한 파형 특징량으로부터, 해석 대상(범위)을 좁힌다(단계 S58). 그리고, 단계 S58에서 좁혀진 해석 대상에 대하여, 범위 한정 데이터로부터 파형 특징량을 추출한다(단계 S59). 구체적으로는, 범위 한정 데이터(샘플링 주파수 : 1 MHz)를 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하여, 파형 특징을 밝힌다.The analysis target (range) is narrowed down from the estimated time of the waveform obtained in step S56 and the waveform feature quantity obtained in step S57 (step S58). Then, the waveform feature amount is extracted from the limited data for the analysis target narrowed in step S58 (step S59). Specifically, the waveform characteristics are revealed by performing fast Fourier transform (FFT) on the range-limited data (sampling frequency: 1 MHz).

파형 특징량으로서는, FFT 시작 시각(=최대 에너지 도달 시각), FFT 종료 시각(최대 에너지 소멸 시각에서 시간 앞 방향으로 진행하여 FFT 샘플수가 2의 누승(累乘)이 되는 최초의 시각), FFT 샘플수(FFT에 사용한 샘플수이며, 예컨대, 16348을 상한으로 할 수 있음), 최대 피크 주파수(최대 진폭을 보인 주파수), 평균 주파수(피크 면적(에너지)이 전체 피크 면적의 50%를 넘는 주파수), 기준 주파수 이상의 비율(기준 주파수(예컨대, 샘플링 주파수의 20%) 이상의 비율) 등을 들 수 있다. 이렇게 해서 파형 해석 처리가 종료된다.As the waveform characteristic quantity, the FFT start time (= maximum energy arrival time), the FFT end time (the first time when the FFT samples are multiplied by 2 from the maximum energy dissipation time) and the FFT sample Number (the number of samples used in the FFT, for example, 16348 can be the upper limit), maximum peak frequency (frequency with maximum amplitude), average frequency (frequency where peak area (energy) exceeds 50% of total peak area) And the ratio of the reference frequency or more (the ratio of the reference frequency (for example, 20% of the sampling frequency) or more). In this way, the waveform analysis process is completed.

도 9는 단계 S27(이상 패턴 판정)의 상세한 순서를 도시하는 흐름도이다.9 is a flowchart showing the detailed procedure of step S27 (abnormal pattern determination).

우선, 프로세스 처리 조건이 판독된다(단계 S61). 판독된 프로세스 처리 조건에 기초하여 발생할 수 있는 이상을 한정할 수 있기 때문에, 이상 패턴 인식용 모델의 압축이 가능하게 되어, 판정 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 발생한 이상을 판정할 때의 정확성을 높일 수 있다.First, the process processing condition is read out (step S61). Since the abnormality that can occur based on the read process processing conditions can be limited, the model for abnormal pattern recognition can be compressed, and the determination time can be shortened. Moreover, the accuracy at the time of determining the abnormality which generate | occur | produced can be improved.

이어서, 파형 해석(단계 S25)에서 얻어진 파형 특징량이 판독되고(단계 S62), 또한 이상 패턴 인식 모델이 판독된다(단계 S63). 단계 S62에서 판독된 파형 특징량과 단계 S63에서 판독된 이상 패턴 인식 모델을 대비하는 패턴 인식 알고리즘에 의해, 발생한 이상이 어떤 것인지를 판정한다(단계 S64). 패턴 인식 알고리즘으로서는, 공지된 방법, 예컨대, SVM(Support Vector Machine) 등을 다단식 판정으로 확장하거나 하여 이용할 수 있다. 이렇게 해서 이상 패턴 판정 처리는 종료된다.Subsequently, the waveform feature amount obtained in the waveform analysis (step S25) is read (step S62), and the abnormal pattern recognition model is read (step S63). The pattern recognition algorithm which compares the waveform feature amount read in step S62 with the abnormal pattern recognition model read in step S63 determines whether any abnormality has occurred (step S64). As a pattern recognition algorithm, a well-known method, for example, a support vector machine (SVM) etc. can be extended and used for multistage determination. In this way, the abnormal pattern determination processing is finished.

이어서, 이상 검출 시스템(100)의 변형예에 관해서 설명한다.Next, the modification of the abnormality detection system 100 is demonstrated.

<변형예 1> <Modification 1>

트리거 발생 시각 카운터(54) 및 데이터 로거 보드(55, 56)의 구성에 관해서, 상기 실시형태로 한정되지 않고, 트리거 발생 시각 카운터(54) 및 데이터 로거 보드(55, 56)의 클록 제어를 1개의 외부 기준 동기 클록에 의해서 행하도록 하더라도 좋다.The configuration of the trigger generation time counter 54 and the data logger boards 55 and 56 is not limited to the above embodiment, and the clock control of the trigger generation time counter 54 and the data logger boards 55 and 56 is 1. It may be performed by two external reference synchronization clocks.

<변형예 2> <Modification 2>

상기 실시형태에서는, OR 회로(53)에 있어서 복수의 트리거 신호를 하나의 대표 트리거 신호로 통합하는 것(제2 트리거 신호 처리 방법)으로 했지만, 대표 트리거 신호의 생성 방법으로서는, 이하의 방법을 이용하는 것도 바람직하다.In the above embodiment, the OR circuit 53 is configured to integrate a plurality of trigger signals into one representative trigger signal (second trigger signal processing method), but the following method is used as a method of generating the representative trigger signal. It is also preferable.

즉, PC(50)에는, 트리거 발생 시각 카운터(54) 대신에, 버퍼 포트와, 시각 카운터를 설치하여, 외부 기준 동기 클록이 시각 카운터에 시각 정보를 부여하는 구성으로 한다. OR 회로(53)에서는 전술한 제1 트리거 신호 처리 방법에 따라서, 트리거(52)로부터 수신한 트리거 신호를, 버퍼 포트에 대하여 시계열에 따라서 축차 출력한다. 이것과 병행하여, 시각 카운터로부터 출력되는 카운터치가 버퍼 포트에 취입된다. 이렇게 해서, 트리거 신호에 카운터치가 부여된다.In other words, instead of the trigger occurrence time counter 54, the PC 50 is provided with a buffer port and a time counter so that the external reference synchronization clock gives time information to the time counter. The OR circuit 53 sequentially outputs the trigger signal received from the trigger 52 to the buffer port in time series according to the first trigger signal processing method described above. In parallel with this, the counter value output from the time counter is taken into the buffer port. In this way, a counter value is provided to the trigger signal.

버퍼 포트는, 일정 기간 내에 있는 복수의 트리거 신호를 하나의 대표 트리거 신호로 통합한다. 이 때, 각 트리거 신호가 시각 정보를 구비하고 있기 때문에, 대표 트리거 신호의 트리거 발생 시각으로서, 예컨대 일정 기간 내의 최초의 트리거 신호가 갖는 시각 정보를 이용할 수 있다.The buffer port integrates a plurality of trigger signals within a certain period into one representative trigger signal. At this time, since each trigger signal has time information, as the trigger generation time of the representative trigger signal, for example, time information of the first trigger signal within a predetermined period can be used.

따라서, 전술한 제2 트리거 신호 처리 방법을 이용한 경우에는, 대표 트리거 신호의 트리거 발생 시각은, 대표 트리거 신호를 발생시키는 최초의 트리거 신호의 발생 시각에서부터 통합 기간이 경과한 것으로 되었지만, 이 방법에서는, 대표 트리거 신호의 트리거 발생 시각을, 플라즈마 처리 장치(2)에 실제로 이상이 생긴 시각에 가깝게 한 시각으로 할 수 있다.Therefore, when the above-described second trigger signal processing method is used, the trigger generation time of the representative trigger signal is that the integration period has elapsed from the generation time of the first trigger signal that generates the representative trigger signal. The trigger generation time of a representative trigger signal can be made into the time which became close to the time which the abnormality actually occurred in the plasma processing apparatus 2.

<변형예 3> <Modification 3>

OR 회로(53)에서의 대표 트리거 신호의 다른 발생 방법으로서, 최로로 수신한 트리거 신호를 대표 트리거 신호로서 PC(50)에 대하여 출력하고, 그 후, 통합 기간에 상당하는 시간이 경과할 때까지는, 수신한 트리거 신호를 PC(50)에 대하여 출력하지 않는 방법을 이용할 수 있다. 이 방법에서도, 트리거 발생 시각 카운터(54)에 의해 결정되는 트리거 발생 시각을, 플라즈마 처리 장치(2)에 실제로 이상이 생긴 시각에 가깝게 한 시각으로 할 수 있다.As another generation method of the representative trigger signal in the OR circuit 53, the trigger signal received at the most is output to the PC 50 as the representative trigger signal, and thereafter, until a time corresponding to the integration period elapses. In addition, a method of not outputting the received trigger signal to the PC 50 can be used. Also in this method, the trigger occurrence time determined by the trigger occurrence time counter 54 can be made into the time which became close to the time which the abnormality actually occurred in the plasma processing apparatus 2.

<변형예 4> <Modification 4>

상기 실시형태에서는, 범위 한정 데이터의 잘라내기를 HDD(61)에 보존된 고속 샘플링 데이터로부터 행하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 고속 샘플링 데이터가 데이터 로거 보드(55)에 기억되어 있을 때에, 대표 트리거 신호의 수신에 따라서 범위 한정 데이터의 잘라내기를 하고, 잘라낸 범위 한정 데이터를 데이터 로거 보드(55)에서 HDD(61)로 이동, 보존시키면서, 범위 한정 데이터 이외의 데이터를 데이터 로거 보드(55)로부터 소거하는 구성으로 하여도 좋다. 저속 샘플링 데이터에 대해서도 동일한 방법을 이용할 수 있다.In the above embodiment, the cutting of the limited data is performed from the high speed sampling data stored in the HDD 61. However, the present invention is not limited to this, and the high speed sampling data is stored in the data logger board 55. Range-limited data is cut in accordance with the reception of the signal, and data other than the range-limited data is erased from the data logger board 55 while moving and storing the cut-out range-limited data from the data logger board 55 to the HDD 61. A configuration may be made. The same method can be used for the low-speed sampling data.

또한, 고속 샘플링 데이터로부터 범위 한정 데이터를 특정하여, 불필요한 데이터를 삭제할 때에는, 불필요한 데이터에 일정한 임계치 이상의 피크가 존재하지않음을 확인한 다음에, 삭제를 실행하도록 하더라도 좋다. 또한, 범위 한정 데이터가 특정되더라도, 불필요 데이터를 일정 시간은 소거하지 않도록 하더라도 좋고, 고속 샘플링 데이터를 주기적으로 HDD(61)로 이행시켜 일정 기간 보존하고, 적절하게 불필요한 데이터를 삭제하도록 하더라도 좋다.In addition, when the limited data is specified from the high-speed sampling data and the unnecessary data is deleted, the deletion may be performed after confirming that there are no peaks above a certain threshold in the unnecessary data. Further, even if the limited data is specified, the unnecessary data may not be erased for a predetermined time, or the high-speed sampling data may be periodically transferred to the HDD 61 to be stored for a certain period of time, and the unnecessary data may be appropriately deleted.

<변형예 5> <Modification 5>

전술한 실시형태에서는, 파형 해석 처리의 단계 S51에 있어서, 피크치가 정해진 임계치 미만이라고 판단된 범위 한정 데이터가 그 이후의 해석 대상으로부터 제외되고, 또한, 단계 S53에 있어서, 피크가 일정 기간 이상 계속되지 않는 다운 샘플링 데이터 및 그 원인이 되고 있는 범위 한정 데이터가 그 이후의 해석 대상으로부터 제외된다고 했지만, 하나의 대표 트리거 신호에 대응하는 4개의 범위 한정 데이터를 그룹이라고 생각하여, 그룹 내에 피크치가 정해진 임계치 이상이라고 판단된 범위 한정 데이터가 존재하는 경우, 또한, 피크가 일정 기간 이상 계속되고 있는 다운 샘플링 데이터가 하나라도 존재하는 경우에는, 그 그룹의 모든 데이터에 대해서, 다음 단계의 처리로 진행하도록 처리 방법을 구성하더라도 좋다. 이에 따라, 4개의 초음파 센서(41)로부터의 센서 신호의 상호 관계를 파악할 수 있다.In the above-described embodiment, in step S51 of the waveform analysis process, the range-limited data determined that the peak value is less than the predetermined threshold value is excluded from subsequent analysis objects, and in step S53, the peak does not continue for a certain period or more. Although the downsampling data and the range-limiting data that cause it are excluded from subsequent analysis, the four range-limiting data corresponding to one representative trigger signal are regarded as a group, and the group has a threshold value over which a peak value is defined. In the case where there is range-limited data determined to be, and when there is any down sampling data whose peak continues for a certain period of time, the processing method is performed to proceed to the next step for all data in the group. It may be configured. Thereby, the mutual relationship of the sensor signals from the four ultrasonic sensors 41 can be grasped.

<변형예 6> <Modification 6>

플라즈마 처리 장치(2)에 있어서 플라즈마 발생 중에 생기는 이상 방전은 모니터 신호에 나타날 확률도 높다. 따라서, 트리거 신호를 모니터 신호에 기초하여 발생시키는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 센서 신호에 대한 처리와 같은 식의 처리를 모니터 신호에 대하여 행하고, 센서 신호뿐만 아니라 모니터 신호가 나타내는 파형의 특징량으로부터 이상 원인 등을 판단하여 확정하도록 하더라도 좋다.In the plasma processing apparatus 2, abnormal discharges generated during plasma generation also have a high probability of appearing in the monitor signal. Therefore, the structure which generates a trigger signal based on a monitor signal may be sufficient. Further, the same process as that for the sensor signal may be performed on the monitor signal, and the cause of the abnormality may be determined and determined from not only the sensor signal but also the characteristic amount of the waveform indicated by the monitor signal.

<변형예 7> <Modification 7>

센서 신호를 1 MHz로 고속 샘플링할 때에, 실질적으로 10 kHz로 샘플링한 것과 같아지는 솎음(thinning) 데이터를 고속 샘플링 데이터와 동시에 작성하여, 시각 추정에 의해 해석 대상을 좁히기(단계 S58)까지의 데이터 처리를, 이 솎음 데이터를 이용하여 행하도록 하더라도 좋다.When high-speed sampling the sensor signal at 1 MHz, the thinning data which is substantially the same as the sampling at 10 kHz is created simultaneously with the high-speed sampling data, and the data until the analysis target is narrowed down by time estimation (step S58). The processing may be performed using this sound data.

단, 이 방법은, 1 MHz 샘플링 데이터를 이용하는 단계 S51의 피크치 판단을, 10 kHz 샘플링 데이터로 행하더라도 지장 없음이 경험적으로 확인되어 있는 경우로 한정하는 것이 바람직하다.However, it is preferable to limit this method only to the case where the peak value determination of step S51 using 1 MHz sampling data is empirically confirmed, even if 10 kHz sampling data is performed.

이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명했지만, 본 발명은 전술한 형태로 한정되지 않는다. 본 발명의 목적은, 전술한 실시형태의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를 기억한 기억 매체를, PC(50) 또는 외부 서버에 공급하여, 그 PC(50) 또는 외부 서버의 CPU가 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독하여 실행함에 의해서도 달성된다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the form mentioned above. An object of the present invention is to supply a storage medium storing program codes of software for realizing the functions of the above embodiments to a PC 50 or an external server, and the CPU of the PC 50 or an external server stores the storage medium. It is also achieved by reading and executing the program code stored in the program code.

이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 전술한 실시형태의 기능을 실현하게 되고, 그 프로그램 코드를 기억한 기억 매체는 본 발명을 구성하게 된다.In this case, the program code itself read out from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

또한, 프로그램 코드를 공급하기 위한 기억 매체로서는, 예컨대, 플로피(등록상표)디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, 자기 테이프, 불휘발성 메모리 카드, ROM 등을 이용할 수 있다. 또는, 네트워크를 통해 프로그램 코드를 다운로드하더라도 좋다. 이 경우, 상기 프로그램 코드는, 인터넷, 상용 네트워크 혹은 로컬 에리어 네트워크 등에 접속된 도시되지 않는 다른 컴퓨터나 데이터베이스 등으로부터 다운로드함으로써 공급된다.As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, a hard disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a CD-RW, a DVD-ROM, a DVD-RAM, a DVD- RW, DVD + RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, etc. can be used. Alternatively, the program code may be downloaded via a network. In this case, the program code is supplied by downloading from another computer or database (not shown) connected to the Internet, a commercial network or a local area network or the like.

또한, CPU가 판독한 프로그램 코드를 실행함으로써, 상기 실시형태의 기능이 실현될 뿐만 아니라, 그 프로그램 코드의 지시에 기초하여, CPU 상에서 가동되고 있는 OS 등이 실제 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해서 전술한 실시형태의 기능이 실현되는 경우도 포함된다.In addition, by executing the program code read by the CPU, not only the function of the above embodiment is realized, but also the OS or the like running on the CPU performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code. It also includes a case where the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

더욱이, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드가, PC(50) 또는 외부 서버에 삽입된 기능 확장 보드나 PC(50)나 외부 서버에 접속된 기능 확장 유닛에 구비되는 메모리에 기록된 후, 그 프로그램 코드의 지시에 기초하여, 그 기능 확장 보드나 기능 확장 유닛에 구비되는 CPU 등이 실제 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해서 전술한 실시형태의 기능이 실현되는 경우도 포함된다.Furthermore, the program code read out from the storage medium is recorded in the memory provided in the function expansion board inserted into the PC 50 or the external server or the function expansion unit connected to the PC 50 or the external server, and then the program code. Based on the instruction of the above, the function expansion board, the CPU provided in the function expansion unit, etc. perform part or all of the actual processing, and the processing includes the case where the functions of the above-described embodiments are realized.

상기 프로그램 코드의 형태는, 오브젝트 코드, 인터프리터에 의해 실행되는 프로그램 코드, OS에 공급되는 스크립트 데이터 등의 형태로 이루어지더라도 좋다.The program code may be in the form of an object code, a program code executed by an interpreter, script data supplied to an OS, or the like.

전술한 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서는, 플라즈마 이상 방전을 검출하기 위해서, 초음파 센서로부터의 센서 신호에 더하여, 고주파 전원(19, 21)으로부터의 모니터 신호를 이용했지만, 이 모니터 신호와 병용하여 또는 이 모니터신호를 이용하지 않고, 별도의 신호, 예컨대, 서셉터나 웨이퍼(W) 흡착용의 전극판으로 흐르는 전류의 값을 계측하는 전류치 모니터, 서셉터로부터의 고주파 전력의 반사파를 계측하는 반사파 모니터 및 고주파 전력의 위상 변동을 계측하는 위상 모니터로부터의 모니터 신호를 이용할 수도 있다.In the plasma processing apparatus according to the above-described embodiment, the monitor signals from the high frequency power sources 19 and 21 are used in addition to the sensor signals from the ultrasonic sensors in order to detect the plasma abnormal discharge. Without using this monitor signal, a separate signal, for example, a current value monitor for measuring the value of the current flowing through the susceptor or the electrode plate for absorbing the wafer W, and a reflected wave monitor for measuring the reflected wave of high frequency power from the susceptor And a monitor signal from a phase monitor for measuring the phase variation of the high frequency power.

전술한 실시형태에서는, 이상 검출 시스템을 플라즈마 처리 장치의 일종인 에칭 장치에 적용한 경우에 관해서 설명했지만, 이상 검출 시스템은, CVD 성막 장치나 애싱 장치 등의 다른 플라즈마 처리 장치에도 적용할 수 있으며, 또한, 플라즈마 처리 장치로 한정되지 않고, 도포 현상 장치나 기판 세정 장치, 열처리 장치, 식각 장치 등에도 적용할 수 있다.In the above embodiment, the case where the abnormality detection system is applied to an etching apparatus which is a kind of plasma processing apparatus has been described. However, the abnormality detection system can be applied to other plasma processing apparatuses such as a CVD film deposition apparatus and an ashing apparatus. The present invention is not limited to the plasma processing apparatus but may be applied to a coating and developing apparatus, a substrate cleaning apparatus, a heat treatment apparatus, an etching apparatus, and the like.

전술한 실시형태에서는, 처리되는 기판으로서, 웨이퍼(W)를 들었지만, 피처리 기판은 이것으로 한정되지 않고, FPD(Flat Panel Display) 등의 유리 기판이라도 좋다.In the above-mentioned embodiment, although the wafer W was mentioned as a board | substrate to be processed, the to-be-processed substrate is not limited to this, A glass substrate, such as a flat panel display (FPD), may be sufficient.

Claims (11)

처리 장치에 발생하는 이상을 검출하는 이상 검출 시스템으로서,
상기 처리 장치에서 발생하는 어쿠스틱 방출을 검출하기 위한 복수의 초음파 센서와,
상기 복수의 초음파 센서의 각 출력 신호를 각각 제1 신호와 제2 신호로 분배하는 분배 유닛과,
상기 제1 신호를 제1 주파수로 샘플링하여, 정해진 특징을 검출했을 때에 트리거 신호를 발생시키는 트리거 발생 유닛과,
상기 트리거 신호를 수신하여 트리거 발생 시각을 결정하는 트리거 발생 시각 결정 유닛과,
상기 제2 신호를 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수로 샘플링한 샘플링 데이터를 작성하는 데이터 작성 유닛과,
상기 샘플링 데이터 중 상기 트리거 발생 시각 결정 유닛에 의해 결정된 상기 트리거 발생 시각을 기준으로 한 일정 기간에 상당하는 데이터의 파형 해석을 행함으로써 상기 처리 장치에 발생한 이상을 해석하는 데이터 처리 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 시스템.
As an abnormality detection system which detects the abnormality which arises in a processing apparatus,
A plurality of ultrasonic sensors for detecting acoustic emission generated by the processing apparatus;
A distribution unit for distributing each output signal of the plurality of ultrasonic sensors into a first signal and a second signal, respectively;
A trigger generation unit for sampling the first signal at a first frequency and generating a trigger signal when a predetermined characteristic is detected;
A trigger generation time determination unit which receives the trigger signal to determine a trigger generation time;
A data creation unit which creates sampling data obtained by sampling the second signal at a second frequency higher than the first frequency;
And a data processing unit for analyzing abnormality occurring in the processing apparatus by performing waveform analysis of data corresponding to a predetermined period of time based on the trigger generation time determined by the trigger generation time determination unit among the sampling data. Abnormality detection system.
제1항에 있어서, 정해진 기간 내에 복수의 상기 트리거 신호가 발생했을 때에, 상기 복수의 트리거 신호를 대표 트리거 신호로서 하나의 신호로 통합하는 트리거 신호 처리 유닛을 더 구비하고,
상기 트리거 발생 시각 결정 유닛은, 상기 대표 트리거 신호에 대하여 상기 트리거 발생 시각을 결정하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 시스템.
A trigger signal processing unit according to claim 1, further comprising a trigger signal processing unit for integrating the plurality of trigger signals into a single signal as a representative trigger signal when a plurality of the trigger signals are generated within a predetermined period of time,
And the trigger generation time determination unit determines the trigger generation time with respect to the representative trigger signal.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 초음파 센서의 각 출력 신호로부터 노이즈를 제거하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 시스템.The abnormality detection system according to claim 1 or 2, further comprising a filter for removing noise from each output signal of the plurality of ultrasonic sensors. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 주파수는 10 kHz?5 MHz이며,
상기 제2 주파수는 500 kHz?5 MHz인 것을 특징으로 하는 이상 검출 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the first frequency is 10 kHz-5 MHz,
And the second frequency is 500 kHz to 5 MHz.
처리 장치에 발생하는 이상을 검출하는 이상 검출 방법으로서,
상기 처리 장치에서 발생하는 어쿠스틱 방출을 복수의 초음파 센서에 의해 검출하는 검출 단계와,
상기 검출 단계에서 얻어진 상기 복수의 초음파 센서로부터의 각 출력 신호를 각각 제1 신호와 제2 신호로 분배 유닛에 의해 분배하는 분배 단계와,
상기 제1 신호를 제1 주파수로 A/D 변환 유닛에 의해 샘플링하여, 정해진 특징을 검출했을 때에 신호 발생 유닛에 의해 트리거 신호를 발생시키는 트리거 신호 발생 단계와,
상기 트리거 신호를 수신하여 상기 트리거 신호의 트리거 발생 시각을 시각 카운터 유닛에 의해 결정하는 트리거 발생 시각 결정 단계와,
상기 제2 신호를 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수로 A/D 변환 유닛에 의해 샘플링하여 샘플링 데이터를 작성하는 샘플링 데이터 작성 단계와,
상기 샘플링 데이터 중 상기 트리거 발생 시각 결정 단계에서 결정된 상기 트리거 발생 시각을 기준으로 한 일정 기간에 상당하는 데이터의 파형 해석을 컴퓨터가 행함으로써 상기 처리 장치에 발생한 이상을 해석하는 데이터 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
As an abnormality detection method which detects the abnormality which arises in a processing apparatus,
A detection step of detecting acoustic emission generated by the processing apparatus by a plurality of ultrasonic sensors;
A distributing step of distributing each output signal from the plurality of ultrasonic sensors obtained in the detecting step into a first signal and a second signal by a distributing unit, respectively;
A trigger signal generation step of sampling the first signal by the A / D conversion unit at a first frequency and generating a trigger signal by the signal generation unit when a predetermined feature is detected;
A trigger generation time determining step of receiving the trigger signal and determining a trigger occurrence time of the trigger signal by a time counter unit;
A sampling data creation step of sampling the second signal at a second frequency higher than the first frequency by an A / D conversion unit to create sampling data;
And a data processing step of analyzing an abnormality occurring in the processing device by performing a waveform analysis of data corresponding to a predetermined period of time based on the trigger generation time determined in the trigger generation time determination step of the sampling data. An abnormality detection method characterized by the above-mentioned.
제5항에 있어서, 상기 트리거 신호 발생 단계에 있어서 정해진 기간 내에 복수의 상기 트리거 신호가 발생했을 때에, 상기 복수의 트리거 신호를 대표 트리거 신호로서 하나의 신호로 통합하는 트리거 신호 처리 단계를 더 포함하며,
상기 트리거 발생 시각 결정 단계에 있어서는, 상기 대표 트리거 신호에 대하여 상기 트리거 발생 시각이 결정되는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
The method according to claim 5, further comprising a trigger signal processing step of integrating the plurality of trigger signals into one signal as a representative trigger signal when a plurality of the trigger signals are generated within a predetermined period of the trigger signal generation step. ,
In the trigger generation time determining step, the trigger generation time is determined with respect to the representative trigger signal.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 분배 단계에 의해서 얻어진 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호로부터 필터에 의해 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.7. The abnormality detecting method according to claim 5 or 6, further comprising a noise removing step of removing noise by a filter from the first signal and the second signal obtained by the distributing step. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 주파수를 10 kHz?5 MHz로 하고,
상기 제2 주파수를 500 kHz?5 MHz로 하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
The method according to any one of claims 5 to 7, wherein the first frequency is 10 kHz to 5 MHz,
An abnormality detection method characterized in that the second frequency is 500 kHz to 5 MHz.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 처리 단계는,
상기 샘플링 데이터로부터 상기 일정 기간에 상당하는 데이터를 잘라내는 잘라내기 단계와,
상기 잘라내기 단계에서 잘라낸 데이터에 대하여 대표치에 의한 다운 샘플링을 행하여, 작성된 다운 샘플링 데이터에 의미 있는 파형이 존재하는 경우에, 상기 다운 샘플링 데이터로부터 파형 특징량을 추출하는 제1 파형 특징량 추출 단계와,
상기 제1 파형 특징량 추출 단계에 의해 추출된 파형 특징량의 시각을 추정함으로써 상기 잘라내기 단계에서 잘라낸 데이터의 해석 대상을 좁혀, 상기 해석 대상에 대하여 상기 잘라내기 단계에서 잘라낸 데이터로부터 파형 특징량을 추출하는 제2 파형 특징량 추출 단계와,
상기 제2 파형 특징량 추출 단계에서 얻어진 파형 특징량과 미리 설정된 이상 패턴 인식 모델과의 패턴 인식을 행함으로써 상기 처리 장치에 발생한 이상을 판정하는 판정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
The method of claim 5, wherein the data processing step comprises:
A cutting step of cutting out data corresponding to the predetermined period from the sampling data;
A first waveform feature variable extracting step of extracting a waveform feature quantity from the down sampling data when a meaningful waveform exists in the generated down sampling data by performing down sampling by a representative value on the data cut out in the cutting step; Wow,
By estimating the time of the waveform feature variable extracted by the first waveform feature variable extracting step, the analysis target of the data cut out in the cutting step is narrowed, and the waveform feature variable is extracted from the data cut out in the cutting step with respect to the analysis target. Extracting a second waveform feature variable;
And a determination step of determining an abnormality occurring in the processing apparatus by performing pattern recognition between the waveform characteristic quantity obtained in the second waveform feature quantity extracting step and a preset abnormal pattern recognition model.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 단계 전에 이루어지는, 상기 처리 장치에서 실행되는 정해진 처리의 프로세스 조건을 취득하는 프로세스 조건 취득 단계를 더 포함하며,
상기 검출 단계는, 상기 프로세스 조건 취득 단계에서 취득된 상기 프로세스 조건에 포함되는 상기 정해진 처리의 실행 기간 동안만 실행되는 것을 특징으로 하는 이상 검출 방법.
The method according to any one of claims 5 to 9, further comprising a process condition acquiring step of acquiring a process condition of a predetermined process executed in the processing apparatus, which is performed before the detecting step,
And the detecting step is executed only during an execution period of the predetermined process included in the process condition acquired in the process condition obtaining step.
컴퓨터에 의해서 제어되는 이상 검출 시스템으로 정해진 처리 장치에서 발생하는 이상을 검출하는 이상 검출 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체로서,
상기 이상 검출 방법은,
상기 처리 장치에서 발생하는 어쿠스틱 방출을 복수의 초음파 센서에 의해 검출하는 검출 단계와,
상기 검출 단계에서 얻어진 상기 복수의 초음파 센서로부터의 각 검출 신호를 각각 제1 신호와 제2 신호로 분배 유닛에 의해 분배하는 분배 단계와,
상기 제1 신호를 제1 주파수로 A/D 변환 유닛에 의해 샘플링하여, 정해진 특징을 검출했을 때에 신호 발생 유닛에 의해 트리거 신호를 발생시키는 트리거 신호 발생 단계와,
상기 트리거 신호를 수신하여 상기 트리거 신호의 트리거 발생 시각을 시각 카운터 유닛에 의해 결정하는 트리거 발생 시각 결정 단계와,
상기 제2 신호를 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수로 A/D 변환 유닛에 의해 샘플링하여 샘플링 데이터를 작성하는 샘플링 데이터 작성 단계와,
상기 샘플링 데이터 중 상기 트리거 발생 시각 결정 단계에서 결정된 상기 트리거 발생 시각을 기준으로 한 일정 기간에 상당하는 데이터의 파형 해석을 상기 컴퓨터가 행함으로써 상기 처리 장치에 발생한 이상을 해석하는 데이터 처리 단계를 포함하는 이상 검출 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체.
A computer-readable storage medium storing a program for executing an abnormality detecting method for detecting an abnormality occurring in a processing apparatus determined by a computer-controlled abnormality detecting system, comprising:
The abnormality detection method,
A detection step of detecting acoustic emission generated by the processing apparatus by a plurality of ultrasonic sensors;
A distribution step of distributing each detection signal from the plurality of ultrasonic sensors obtained in the detection step into a first signal and a second signal, respectively, by a distribution unit;
A trigger signal generation step of sampling the first signal by the A / D conversion unit at a first frequency and generating a trigger signal by the signal generation unit when a predetermined feature is detected;
A trigger generation time determining step of receiving the trigger signal and determining a trigger occurrence time of the trigger signal by a time counter unit;
A sampling data creation step of sampling the second signal at a second frequency higher than the first frequency by an A / D conversion unit to create sampling data;
A data processing step of analyzing an abnormality occurring in the processing apparatus by the computer performing waveform analysis of data corresponding to a predetermined period of time based on the trigger generation time determined in the trigger generation time determination step of the sampling data; A computer-readable storage medium storing a program for executing the abnormality detecting method.
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